Законы сохранения электрического заряда и числа нуклонов

    Из законов сохранения электрического заряда и числа нуклонов следует, что суммарный электрический заряд и полное число нуклонов вступающих во взаимодействие должно сохраняться в результате ядерных реакций.

Законы сохранения энергии и импульса

    Законы сохранения энергии и импульса приводят к следующим соотношениям между импульсами и энергиями частиц до и после взаимодействия.

a +  A =   b +  B

(cl.1)

Ea + EA =  Eb + EB

(cl.2)

Здесь Q = m_ac² + m_Ac² - m_bc² - m_Bc² - энергия реакции.  Энергия реакции это кинетическая энергия, выделяющаяся или поглощающаяся в процессе ядерной реакции; она равна разности энергий покоя частиц в начальном и конечном состояниях. Реакции с Q > 0 называются экзотермическими. Реакции с Q < 0 называются эндотермическими. В реакциях упругого рассеяния Q = 0. Порог реакции это минимальная кинетической энергии налетающей частицы в лабораторной системе координат, при котором возможна ядерная реакция.

(cl.21б)

где Q -энергия реакции, m_a - масса налетающей частицы, m_A - масса ядра мишени.

Закон сохранения момента количества движения

В ядерных реакциях сохраняется полный момент количества движения замкнутой системы  . Закон сохранения момента количества движения - аддитивный закон. Для реакции a + A   b + B можно записать

i  =  f,

(cl.22)

где  _i , _f - полные моменты количества движения в начальном и конечном состояниях,

i  =  A +  a + a   и   f  =  B +  b + b,

(cl.23)

где  _A, _a,  _B,  _b - спины частиц (ядер) a, A, b, B,  _a - орбитальный момент частицы a относительно A,  _b - орбитальный момент частицы b относительно B.)

Закон сохранения пространственной четности

    В сильных и электромагнитных взаимодействиях пространственная четность P сохраняется. В слабых взаимодействиях пространственная четность не сохраняется. Закон сохранения четности - мультипликативный закон. можно записать

,

(cl.24)

где P_a, P_A, P_b, P_B - внутренние четности частиц (ядер) a, A, b, B , l_a, l_b - относительные орбитальные моменты. 

Закон сохранения изотопического спина

    Если процесс происходит в результате сильного взаимодействия, то суммарный изоспин   и его проекция I_z сохраняются. В электромагнитных процессах сохраняется только проекция изоспина. В слабых взаимодействиях изоспин и его проекция не сохраняются.. Закон сохранения изотопического спина - аддитивный закон.  Для реакции a + A  b + B, идущей через сильное взаимодействие

a +  A =  b +  B,

(cl.25)

где  _a, _A, _b, _B - изотопические спины частиц (ядер) a, A, b, B во входном и выходном каналах.  Ядро в различных энергетических состояниях может иметь различные значения изоспина от  I_min = (N-Z)/2 до I_max = A/2).  Проекция изоспина для ядра I_z равна сумме прекций изоспинов всех нуклонов:

Iz = (Z - N)/2.

(cl.26)

Численная величина изоспина основного состояния ядра равна модулю его проекции I_z

I = |Iz| = |(Z - N)/2|.

(cl.27)

11.

Деле́ние ядра́ — процесс расщепления атомного ядра на два (реже три) ядра с близкими массами, называемых осколками деления. В результате деления могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра (в основном альфа-частицы), нейтроны и гамма-кванты. Деление бывает спонтанным(самопроизвольным) и вынужденным (в результате взаимодействия с другими частицами, прежде всего, с нейтронами). Деление тяжёлых ядер —экзотермический процесс, в результате которого высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения. Деление ядер служит источником энергии в ядерных реакторах и ядерном оружии.

12. Цепные реакции — химические и ядерные реакции, в которых появление активной частицы (свободного радикала или атома в химических, нейтрона в ядерных процессах) вызывает большое число (цепь) последовательных превращений неактивных молекул или ядер. Свободные радикалы и многие атомы, в отличие от молекул, обладают свободными ненасыщенными валентностями (непарным электроном), что приводит к их взаимодействию с исходными молекулами. При столкновении свободного радикала (R^•) с молекулой происходит разрыв одной из валентных связей последней, и, таким образом, в результате реакции образуется новый свободный радикал, который, в свою очередь, реагирует с другой молекулой — происходит цепная реакция. Цепная ядерная реакция является основой для ядерной энергетики и ядерного оружия.

Я́дерный реа́ктор — это устройство, в котором осуществляется управляемая цепная ядерная реакция, сопровождающаяся выделением энергии.