Οι πυρηνικές αντιδράσεις είναι οι μετασχηματισμοί των ατομικών πυρήνων κατά την αλληλεπίδραση με στοιχειώδη σωματίδια (συμπεριλαμβανομένων των y-quanta) ή μεταξύ τους. Ο πιο συνηθισμένος τύπος πυρηνικής αντίδρασης είναι η αντίδραση, που γράφεται συμβολικά ως εξής:

όπου X και Y είναι ο αρχικός και ο τελικός πυρήνας, ένακαι σι- βομβαρδίζει και εκπέμπονται (ή εκπέμπονται) σε μια πυρηνική αντίδραση σωματίδια.

Σε κάθε πυρηνική αντίδραση, πληρούνται οι νόμοι της διατήρησης του φορτίου και των αριθμών μάζας: άθροισμα χρεώσεων (ογκώδης) ο αριθμός των πυρήνων και των σωματιδίων που εισέρχονται σε μια πυρηνική αντίδραση είναι ίσος με το άθροισμα των αριθμών φορτίου (μάζας) των τελικών προϊόντων (πυρήνων και σωματιδίων) της αντίδρασης. Εκτελέστηκε επίσης νόμοι διατήρησης της ενέργειας, ορμήκαι στιγμή της ορμής.

Σε αντίθεση με τη ραδιενεργή διάσπαση, η οποία προχωρά πάντα με την απελευθέρωση ενέργειας, οι πυρηνικές αντιδράσεις μπορεί να είναι είτε εξώθερμες (με την απελευθέρωση ενέργειας) είτε ενδόθερμες (με την απορρόφηση ενέργειας).

Σημαντικό ρόλο στην εξήγηση του μηχανισμού πολλών πυρηνικών αντιδράσεων έπαιξε η υπόθεση του N. Bohr (1936) ότι οι πυρηνικές αντιδράσεις προχωρούν σε δύο στάδια σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

Το πρώτο στάδιο είναι η σύλληψη του σωματιδίου α από τον πυρήνα Χ, προσεγγίζοντάς το σε απόσταση δράσης πυρηνικών δυνάμεων (περίπου 2 10 15 m) και ο σχηματισμός ενός ενδιάμεσου πυρήνα C, που ονομάζεται ένωση (ή ένωση-πυρήνας ). Η ενέργεια ενός σωματιδίου που έχει πετάξει στον πυρήνα κατανέμεται γρήγορα μεταξύ των νουκλεονίων του σύνθετου πυρήνα, με αποτέλεσμα να βρίσκεται σε διεγερμένη κατάσταση. Κατά τη σύγκρουση νουκλεονίων ενός σύνθετου πυρήνα, ένα από τα νουκλεόνια (ή ένας συνδυασμός τους, για παράδειγμα, ένα δευτερόνιο - ο πυρήνας ενός βαριού ισοτόπου υδρογόνου - δευτερίου, που περιέχει ένα πρωτόνιο και ένα νετρόνιο) ή ένα σωματίδιο cx μπορεί λαμβάνουν ενέργεια επαρκή για να διαφύγουν από τον πυρήνα. Ως αποτέλεσμα, το δεύτερο στάδιο της πυρηνικής αντίδρασης είναι δυνατό - η διάσπαση του σύνθετου πυρήνα στον πυρήνα Υ και στο σωματίδιο σι.

Ταξινόμηση πυρηνικών αντιδράσεων

Ανάλογα με τον τύπο των σωματιδίων που συμμετέχουν στις αντιδράσεις:

• αντιδράσεις υπό τη δράση των νετρονίων.
• αντιδράσεις υπό τη δράση φορτισμένων σωματιδίων (για παράδειγμα, πρωτόνια, (σωματίδια Χ).

Σύμφωνα με την ενέργεια των σωματιδίων που προκαλούν την αντίδραση:

• αντιδράσεις σε χαμηλές ενέργειες (της τάξης του eV), που συμβαίνουν κυρίως με τη συμμετοχή νετρονίων.
• Αντιδράσεις σε μέσες ενέργειες (αρκετά MeV) που περιλαμβάνουν κβάντα και φορτισμένα σωματίδια.
• αντιδράσεις σε υψηλές ενέργειες (εκατοντάδες και χιλιάδες MeV), που οδηγούν στη γέννηση στοιχειωδών σωματιδίων που απουσιάζουν στην ελεύθερη κατάσταση και έχουν μεγάλης σημασίαςνα τα μελετήσει.

Ανάλογα με τον τύπο των πυρήνων που συμμετέχουν στις αντιδράσεις:

• αντιδράσεις σε ελαφρούς πυρήνες (Α 50);
• αντιδράσεις σε μεσαίους πυρήνες (50 Α
• αντιδράσεις σε βαρείς πυρήνες (Α > 150).

Από τη φύση των συνεχιζόμενων πυρηνικών μετασχηματισμών:

• αντιδράσεις με την εκπομπή νετρονίων.
• αντιδράσεις με την εκπομπή φορτισμένων σωματιδίων. Η πρώτη πυρηνική αντίδραση (Rutherford, 1919)

Υπάρχουν διάφορες ερμηνείες του όρου πυρηνικές αντιδράσεις. Με την ευρεία έννοια, πυρηνική αντίδραση είναι κάθε διαδικασία που ξεκινά με μια σύγκρουση δύο, σπάνια πολλών, σωματιδίων (απλά ή πολύπλοκα) και προχωρά, κατά κανόνα, με τη συμμετοχή ισχυρών αλληλεπιδράσεων. Αυτός ο ορισμός ικανοποιείται επίσης από πυρηνικές αντιδράσεις με τη στενή έννοια της λέξης, οι οποίες είναι διεργασίες που ξεκινούν με τη σύγκρουση ενός απλού ή σύνθετου σωματιδίου (νουκλεόνιο, α-σωματίδιο, y-κβαντικό) με έναν πυρήνα. Σημειώστε ότι, ως ειδική περίπτωση, η σκέδαση σωματιδίων ικανοποιεί επίσης τον ορισμό της αντίδρασης.1 Παρακάτω δίνονται δύο παραδείγματα πυρηνικών αντιδράσεων.

Ιστορικά η πρώτη πυρηνική αντίδραση (Rutherford, 1919 - ανακάλυψη του πρωτονίου):

Ανακάλυψη του νετρονίου (Chadwick, 1932):

Η μελέτη των πυρηνικών αντιδράσεων είναι απαραίτητη για τη λήψη πληροφοριών σχετικά με τις ιδιότητες νέων πυρήνων και στοιχειωδών σωματιδίων, διεγερμένες καταστάσεις πυρήνων κ.λπ. Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι στον μικρόκοσμο, λόγω της παρουσίας κβαντικών νόμων, είναι αδύνατο να «κοιτάξουμε» ένα σωματίδιο ή έναν πυρήνα. Επομένως, η κύρια μέθοδος μελέτης μικροαντικειμένων είναι η μελέτη των συγκρούσεων τους, δηλαδή των πυρηνικών αντιδράσεων. Από εφαρμοσμένης σκοπιάς, χρειάζονται πυρηνικές αντιδράσεις για τη χρήση της πυρηνικής ενέργειας, καθώς και για την παραγωγή τεχνητών ραδιονουκλεϊδίων.

Οι πυρηνικές αντιδράσεις μπορούν να συμβούν σε φυσικές συνθήκες (για παράδειγμα, στο εσωτερικό των άστρων ή στις κοσμικές ακτίνες). Αλλά η μελέτη τους συνήθως πραγματοποιείται σε εργαστηριακές συνθήκες, σε πειραματικές ρυθμίσεις. Για να πραγματοποιηθούν πυρηνικές αντιδράσεις, είναι απαραίτητο να φέρουμε σωματίδια ή πυρήνες πιο κοντά στους πυρήνες σε αποστάσεις της τάξης της ακτίνας δράσης των πυρηνικών δυνάμεων. Η προσέγγιση των φορτισμένων σωματιδίων στους πυρήνες εμποδίζεται από το φράγμα Coulomb. Ως εκ τούτου, για τη διεξαγωγή πυρηνικών αντιδράσεων σε φορτισμένα σωματίδια, χρησιμοποιούν επιταχυντές, στο οποίο τα σωματίδια, επιταχυνόμενα σε ηλεκτρικό πεδίο, αποκτούν την απαραίτητη ενέργεια για να ξεπεράσουν το φράγμα. Μερικές φορές αυτή η ενέργεια είναι συγκρίσιμη με την ενέργεια ηρεμίας του σωματιδίου ή και την υπερβαίνει: στην περίπτωση αυτή, η κίνηση περιγράφεται από τους νόμους της σχετικιστικής μηχανικής. Σε συμβατικούς επιταχυντές ( γραμμικός επιταχυντής, κύκλοτροκ.λπ.) το βαρύτερο από τα δύο συγκρουόμενα σωματίδια, κατά κανόνα, βρίσκεται σε ηρεμία, ενώ το ελαφρύτερο προσκρούει. Ένα σωματίδιο σε ηρεμία ονομάζεται στόχος (Αγγλικά -στόχος). Επικάλυψη, ή βομβαρδίζοντας, τα σωματίδια στη ρωσική γλώσσα δεν έλαβαν ειδικό όνομα (σε αγγλική γλώσσαχρησιμοποιείται ο όρος βλήμα). Σε επιταχυντές δέσμης σύγκρουσης (επιταχυντές)Και τα δύο συγκρουόμενα σωματίδια κινούνται, έτσι ώστε ο διαχωρισμός σε έναν στόχο και μια δέσμη προσπίπτοντων σωματιδίων να μην έχει νόημα.

Η ενέργεια ενός φορτισμένου σωματιδίου σε μια αντίδραση μπορεί να είναι ακόμη μικρότερη από το ύψος του φράγματος Coulomb, όπως συνέβη στα κλασικά πειράματα των J. Cockcroft και E. Walton, οι οποίοι το 1932 διέκοψαν τεχνητά τους πυρήνες λιθίου βομβαρδίζοντάς τους με επιταχυνόμενες τρέχει. Στα πειράματά τους, η διείσδυση του πρωτονίου στον πυρήνα στόχο συνέβη με διάνοιξη σήραγγας μέσω του φραγμού δυναμικού Coulomb (βλ. Διάλεξη 7). Η πιθανότητα μιας τέτοιας διαδικασίας είναι, φυσικά, πολύ χαμηλή λόγω της χαμηλής διαφάνειας του φραγμού.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι συμβολικής καταγραφής πυρηνικών αντιδράσεων, δύο από τους οποίους δίνονται παρακάτω:

Ένα σύνολο συγκρουόμενων σωματιδίων σε μια συγκεκριμένη κβαντική κατάσταση (για παράδειγμα, Rκαι Li) ονομάζονται κανάλι εισόδουπυρηνική αντίδραση. Οι συγκρούσεις των ίδιων σωματιδίων (σταθερό κανάλι εισόδου) στη γενική περίπτωση μπορεί να οδηγήσουν σε διαφορετικά προϊόντα αντίδρασης. Έτσι, σε συγκρούσεις πρωτονίων με Li, αντιδρούν Li (R, 2α), Li (R,Π) Be, 7 Li(/;, df Be, κλπ. Σε αυτή την περίπτωση, μιλάμε για ανταγωνιστικές διαδικασίες, ή για ένα σύνολο κανάλια εξόδου.

Οι πυρηνικές αντιδράσεις συχνά γράφονται με ακόμη πιο σύντομη μορφή: (α, β) -εκείνοι. υποδεικνύοντας μόνο ελαφρά σωματίδια και όχι τους πυρήνες που συμμετέχουν στην αντίδραση. Για παράδειγμα, η καταχώρηση (/>, Π)σημαίνει ότι ένα πρωτόνιο εκτοξεύει ένα νετρόνιο από κάποιον πυρήνα, ( Π, y) -απορρόφηση ενός νετρονίου από έναν πυρήνα με την εκπομπή ενός κβαντικού y κ.λπ.

Ταξινόμηση πυρηνικών αντιδράσεωνμπορεί να πραγματοποιηθεί για τους ακόλουθους λόγους:

I. Ανά είδος εν εξελίξει διαδικασίας

• 1) σύλληψη ακτινοβολίας: (l, y),(R,y)
• 2) πυρηνικό φωτοηλεκτρικό φαινόμενο: (y, l), (y, R)
• 3) Αντιδράσεις νουκλεονίου-νουκλεονίου:
  • α) να χτυπήσει ένα νουκλεόνιο ή μια ομάδα νουκλεονίων (n, R),(Ρ, α), κ.λπ.
  • β) "εξάτμιση" νουκλεονίων (/?, 2n), (Ρ, 2R)και τα λοιπά.
  • γ) ανάλυση ( ρε, /?), (d, p)και παραλαβή (σελ, δ), (λ, ρε)
• 4) διαίρεση: (l, D (r, D O /, U)
• 5) σύνθεση (σύντηξη)
• 6) ανελαστική σκέδαση: (l, l')
• 7) ελαστική σκέδαση: (l, l)

//. Με βάση την απελευθέρωση ή την απορρόφηση ενέργειας

• 1) εξώθερμες αντιδράσεις
• 2) Ενδόθερμες αντιδράσεις

III. Με την ενέργεια των βομβαρδιστικών σωματιδίων

• 1) χαμηλές ενέργειες (
• 2) μεσαίες ενέργειες (1 keV-10 MeV)
• 3) υψηλές ενέργειες (> 10 MeV)

IV. Από τη μάζα των βομβαρδισμένων πυρήνων

• 1) σε ελαφρούς πυρήνες (Α 50)
• 2) σε πυρήνες μεσαίας μάζας (50 Α
• 3) σε βαρείς πυρήνες (ΑΛΛΑ > 100)

V Ανάλογα με τον τύπο των βομβαρδιστικών σωματιδίων

• 1) σε φορτισμένα σωματίδια (/;, ΑΝΩΝΥΜΗ ΕΤΑΙΡΙΑκαι βαρύτερα ιόντα)
• 2) στα νετρόνια
• 3) στα φωτόνια (φωτονοπυρηνικές αντιδράσεις)

• Κατά τη διάρκεια της ελαστικής σκέδασης, τα σωματίδια δεν υφίστανται εσωτερικές αλλαγές και δεν εμφανίζονται νέα σωματίδια. Υπάρχει μόνο μια ανακατανομή της ενέργειας και της ορμής μεταξύ τους. Στην ανελαστική σκέδαση, μαζί με μια τέτοια ανταλλαγή, υπάρχει μια αλλαγή στην εσωτερική κατάσταση τουλάχιστον ενός από τα σωματίδια.
• Για επιταχυντές σωματιδίων, βλέπε Διάλεξη 15.
• d είναι το αποδεκτό σύμβολο για το δευτερόνιο, τον πυρήνα του ατόμου του δευτερίου.

Εκπομπή στοιχειωδών σωματιδίων και θερμικής ενέργειας. Το πυρηνικό rii μπορεί να συνοδεύεται τόσο από την απελευθέρωση ενέργειας όσο και από την απορρόφησή της. Η ποσότητα ενέργειας ονομάζεται ενέργεια του rii, αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της μάζας του αρχικού και του τελικού πυρήνα. Ταξινομήσεις σύμφωνα με ιχνοστοιχεία: L κατά ενέργεια, τα σωματίδια στοιχείων συμμετέχουν στα πυρηνικά κλάσματα: σε χαμηλές ενέργειες 1 eV, κλάσματα σε αργά νετρόνια: κλάσματα σε σωματίδια ηλεκτρονίων μέσης ενέργειας με φορτίο σωματιδίων ηλεκτρονίων, πρωτονίων, ιόντων, δευτερονίων = 1 MeV; σε σωματίδια υψηλής ενέργειας 103 MeV, τα σωματίδια λαμβάνουν κοσμικές ακτίνες σε επιταχυντές ...

Μοιραστείτε εργασία στα κοινωνικά δίκτυα

Εάν αυτό το έργο δεν σας ταιριάζει, υπάρχει μια λίστα με παρόμοια έργα στο κάτω μέρος της σελίδας. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το κουμπί αναζήτησης

45. Πυρηνικές αντιδράσεις και ταξινόμηση τους

Οι πυρηνικές αντιδράσεις είναι μια διαδικασία έντονης αλληλεπίδρασης ατομικό πυρήναμε ένα στοιχειώδες σωματίδιο ή με άλλο πυρήνα, που οδηγεί στη μετατροπή των πυρήνων. Εκπομπή στοιχειωδών σωματιδίων και θερμικής ενέργειας. Η αλληλεπίδραση των σωματιδίων που αντιδρούν προκύπτει όταν πλησιάζουν το ένα το άλλο σε απόσταση της τάξης των 10~ 13 δείτε λόγω της δράσης των πυρηνικών δυνάμεων. Η πιο κοινή πυρηνική αντίδραση είναι ότι τα σωματίδια φωτός αλληλεπιδρούν και με τον πυρήναΧ , στην οποία η εικόνα που προκύπτει είναι ένα σωματίδιο elσι και ο πυρήνας Χ. Η πυρηνική ακτινοβολία μπορεί να συνοδεύεται τόσο από την απελευθέρωση ενέργειας όσο και από την απορρόφησή της. Η ποσότητα ενέργειας ονομάζεται ενέργεια του p-ii - αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της μάζας του αρχικού και του τελικού πυρήνα. Ταξινομήσεις σύμφωνα με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:μεγάλο όσον αφορά την ενέργεια, τα σωματίδια στοιχείων συμμετέχουν σε πυρηνικά π-ιόντα: σε χαμηλές ενέργειες 1eV - ιόντα p σε αργά νετρόνια: p-ιόντα σε ηλεκτρονικά σωματίδια μέσης ενέργειας με φορτίο σωματιδίων - ηλεκτρόνια, πρωτόνια, ιόντα, δευτερόνια > = 1 MeV; σε σωματίδια υψηλής ενέργειας (~10 3 MeV - κοσμικές ακτίνες, τα σωματίδια λαμβάνονται σε επιταχυντές) από τη φύση, εμπλέκονται τα νετρόνια των σωματιδίων. σε φορτισμένα σωματίδια? προκαλείται από y - κβάντα, από τη φύση (μάζα) των πυρήνων συμμετέχουν στην περιοχή: στους πνεύμονες (Α<50);средних (50<А<100);тяжелых(А>100). Πο η φύση των μετασχηματισμών: p-ραδιενέργεια; σχάση βαρέων πυρήνων, σχάση διαίρεσης αλυσίδας. σύνθεση ελαφρών πυρήνων σε βαριές, θερμοπυρηνικές περιοχές.

Άλλες σχετικές εργασίες που μπορεί να σας ενδιαφέρουν.vshm>
3041.		πυρηνικές δυνάμεις	4,18KB
	Λήφθηκαν από δεδομένα για τη σκέδαση νουκλεονίων από νουκλεόνια, καθώς και από μελέτες των δεσμευμένων καταστάσεων νουκλεονίων στους ατομικούς πυρήνες. Υπάρχει μια σημαντική έλξη που παρέχει την ενέργεια δέσμευσης των νουκλεονίων σε πυρήνες της τάξης πολλών. Επιπλέον, με την αύξηση του αριθμού των νουκλεονίων στον πυρήνα, η ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο παραμένει περίπου σταθερή, ενώ ο όγκος του πυρήνα αυξάνεται αναλογικά. Στα αστέρια νετρονίων, η ενεργειακή πυκνότητα της αποκοπής δεν εξαρτάται από τον συνολικό αριθμό των νουκλεονίων και είναι περίπου 16 MeV ανά νουκλεόνιο [αν παραμελήσουμε π.χ.
8005.		ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΥΠΕΡΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑΣ	120,3 KB
	Οι αντιδράσεις υπερευαισθησίας τύπου Ι είναι συστηματικές και τοπικές. Οι τοπικές αντιδράσεις εξαρτώνται από το σημείο στο οποίο εισέρχεται το αντιγόνο και έχουν τη φύση του τοπικού οιδήματος του δέρματος. Δερματική αλλεργία κνίδωση ρινική και επιπεφυκότα έκκριμα αλλεργική ρινίτιδα και επιπεφυκίτιδα αλλεργική ρινίτιδα και επιπεφυκίτιδα αλλεργική ρινίτιδα βρογχικό άσθμα ή αλλεργική γαστρεντερίτιδα τροφικές αλλεργίες. Αντιδράσεις υπερευαισθησίας τύπου Ι Αναφυλακτικές αντιδράσεις Είναι γνωστό ότι αντιδράσεις υπερευαισθησίας ...
2916.		ΘΕΡΜΟΠΥΡΗΝΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ	14,33 KB
	Αυτές οι αντιδράσεις συνήθως προχωρούν με την απελευθέρωση ενέργειας, αφού στον βαρύτερο πυρήνα που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της σύντηξης, τα νουκλεόνια συνδέονται πιο ισχυρά m. Η περίσσεια συνολική ενέργεια δέσμευσης των νουκλεονίων απελευθερώνεται στη συνέχεια με τη μορφή της κινητικής ενέργειας του τα προϊόντα της αντίδρασης. Η ονομασία «θερμοπυρηνικές αντιδράσεις» αντανακλά το γεγονός ότι αυτές οι αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα σε υψηλές θερμοκρασίες 107108 K, αφού για να συγχωνευθούν, οι ελαφροί πυρήνες πρέπει να πλησιάσουν σε αποστάσεις ίσες με την ακτίνα δράσης των πυρηνικών δυνάμεων έλξης, δηλ.
3668.		Αναστρέψιμες και μη αναστρέψιμες αντιδράσεις	24,08KB
	Χημική ισορροπία Ορισμένες χημικές αντιδράσεις μπορούν να εξελιχθούν σε δύο αμοιβαία αντίθετες κατευθύνσεις. Τέτοιες αντιδράσεις ονομάζονται αναστρέψιμες. Η αναστρεψιμότητα των χημικών αντιδράσεων γράφεται ως εξής: A B  B Όταν συμβαίνει μια χημική αντίδραση, οι συγκεντρώσεις των αρχικών ουσιών μειώνονται σύμφωνα με το νόμο της δράσης της μάζας.
14693.		Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής (ORD)	87,39 KB
	Κατάσταση οξείδωσης υπό όρους φορτίο ενός ατόμου σε μια ένωση, που υπολογίζεται από την υπόθεση ότι αποτελείται μόνο από ιόντα. ─ ο βαθμός οξείδωσης έχει άτομα που έχουν λάβει ηλεκτρόνια από άλλα άτομα ή τα δεσμευτικά νέφη ηλεκτρονίων μετατοπίζονται προς την κατεύθυνσή τους. Τα άτομα που έχουν δωρίσει τα ηλεκτρόνια τους σε άλλα άτομα έχουν κατάσταση οξείδωσης.
524.		Προστατευτικές αντιδράσεις του σώματος	5,56 KB
	Προστατευτικές αντιδράσεις του σώματος Ένα άτομο προσαρμόζεται συνεχώς στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες λόγω της ομοιόστασης, μια καθολική ιδιότητα να διατηρεί και να διατηρεί τη σταθερότητα του έργου διαφόρων συστημάτων του σώματος ως απάντηση σε επιρροές που παραβιάζουν αυτή τη σταθερότητα. Οποιεσδήποτε φυσιολογικές, φυσικές, χημικές ή συναισθηματικές επιδράσεις, είτε πρόκειται για θερμοκρασία αέρα, αλλαγή ατμοσφαιρικής πίεσης ή ενθουσιασμό, μπορούν να χρησιμεύσουν ως λόγος για να βγει το σώμα από μια κατάσταση δυναμικής ισορροπίας. Προστατευτικές προσαρμοστικές αντιδράσεις...
12985.		Ονομαστικές αντιδράσεις και αντιδραστήρια στην ανόργανη χημεία	185,79 KB
	Συνολικά, είναι γνωστές περισσότερες από 1000 ονομαστικές οργανικές, ανόργανες και αναλυτικές αντιδράσεις. Ο αριθμός τους συνεχίζει να αυξάνεται, καθώς δεν υπάρχει ακόμη γενικά αποδεκτή ονοματολογία χημικών αντιδράσεων. Το όνομα της αντίδρασης με το όνομα του ανακάλυψε της καθιστά δυνατή τη σύντομη μεταφορά της έννοιας του συνεχιζόμενου μετασχηματισμού.
14304.		Σύνθεση του π-νιτροβενζοϋλ αζιδίου και μελέτη της αντίδρασής του με ανιόν επτα(μεθοξυκαρβονυλ)κυκλοεπτατριενυλίου	314,46 KB
	Το πρόβλημα της χαμηλής τοποεπιλεκτικότητας επιλύθηκε στην ομάδα Sharpless χρησιμοποιώντας συμπλέγματα CuI που παράγονται in situ από περισσότερα διαθέσιμα άλατα CuII με αναγωγή υπό τη δράση του σχήματος ασκορβικού οξέος 2, ενώ παρατηρείται ο σχηματισμός μόνο του ισομερούς περιοχής.
8333.		Η ιστορία της ανάπτυξης της τεχνολογίας των υπολογιστών. Ταξινόμηση υπολογιστών. Η σύνθεση του υπολογιστικού συστήματος. Υλικό και λογισμικό. Ταξινόμηση λογισμικού υπηρεσιών και εφαρμογών	25,49 KB
	Η σύνθεση του υπολογιστικού συστήματος. Η σύνθεση του συστήματος υπολογιστή Εξετάστε τη διαμόρφωση υλικού και λογισμικού μ. Οι διεπαφές οποιουδήποτε συστήματος υπολογιστή μπορούν να χωριστούν σε σειριακές και παράλληλες. Το επίπεδο συστήματος είναι μεταβατικό, το οποίο εξασφαλίζει την αλληλεπίδραση άλλων προγραμμάτων ενός συστήματος υπολογιστή, τόσο με προγράμματα του βασικού επιπέδου όσο και απευθείας με το υλικό, ιδιαίτερα με τον κεντρικό επεξεργαστή.
12050.		Ένα σύνολο αντιδραστηρίων για τη μοριακή γενετική διάγνωση μονοκλωνικών και πολυκλωνικών πληθυσμών Β-κυττάρων λεμφοκυττάρων με αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (LYMPHOCLONE)	17,25 KB
	Έχει δημιουργηθεί ένα σύνολο αντιδραστηρίων για τη μοριακή γενετική διάγνωση μονοκλωνικών και πολυκλωνικών πληθυσμών Β-κυττάρων λεμφοκυττάρων με την αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης LYMPHOCLONE. Το κιτ αντιδραστηρίων LYMPHOCLONE προορίζεται για διαφορική διάγνωση μονοκλωνικών και πολυκλωνικών πληθυσμών Β-κυττάρων λεμφοκυττάρων σε υλικό βιοψίας τμημάτων ιστού παραφίνης με αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης με ανίχνευση προϊόντων ενίσχυσης με κατακόρυφη ηλεκτροφόρηση σε γέλη ακρυλαμιδίου. Το κιτ προορίζεται μόνο για in vitro διαγνωστική χρήση.

Καθηγητής

Ι.Ν.Μπέκμαν

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

Διάλεξη 16. ΠΥΡΗΝΙΚΕΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ

Η ανάπτυξη της πυρηνικής φυσικής καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από την έρευνα στον τομέα των πυρηνικών αντιδράσεων. Σε αυτή τη διάλεξη, θα εξετάσουμε τη σύγχρονη ταξινόμηση των πυρηνικών αλληλεπιδράσεων, τους

θερμοδυναμική και κινητική, καθώς και μερικά παραδείγματα πυρηνικών αντιδράσεων.

1. ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΠΥΡΗΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ

Λόγω της δράσης των πυρηνικών δυνάμεων, δύο σωματίδια (δύο πυρήνες ή ένας πυρήνας και ένα νουκλεόνιο) όταν πλησιάζουν σε αποστάσεις της τάξης 10 -13 cm εισέρχονται σε μια έντονη πυρηνική αλληλεπίδραση, που οδηγεί στη μεταμόρφωση του πυρήνα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται πυρηνική αντίδραση. Κατά τη διάρκεια μιας πυρηνικής αντίδρασης, η ενέργεια και η ορμή και των δύο σωματιδίων ανακατανέμονται, γεγονός που οδηγεί στο σχηματισμό πολλών άλλων σωματιδίων που εκπέμπονται από τον τόπο αλληλεπίδρασης.Όταν ένα προσπίπτον σωματίδιο συγκρούεται με έναν ατομικό πυρήνα, λαμβάνει χώρα μια ανταλλαγή ενέργειας και ορμής μεταξύ τους, ως αποτέλεσμα της οποίας μπορούν να σχηματιστούν πολλά σωματίδια που πετούν προς διαφορετικές κατευθύνσεις από την περιοχή αλληλεπίδρασης.

Πυρηνικές αντιδράσεις - μετασχηματισμοί ατομικών πυρήνων κατά την αλληλεπίδραση με στοιχειώδη σωματίδια, γ-κβάντα ή μεταξύ τους.

Πυρηνική αντίδραση - η διαδικασία σχηματισμού νέων πυρήνων ή σωματιδίων στις συγκρούσεις πυρήνων ή σωματιδίων. Μια πυρηνική αντίδραση παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τον Ε. Ράδερφορντ το 1919, βομβαρδίζοντας τους πυρήνες των ατόμων αζώτου με σωματίδια α· καταγράφηκε από την εμφάνιση δευτερογενών ιοντιζόντων σωματιδίων που έχουν εύρος στο αέριο μεγαλύτερο από το εύρος των σωματιδίων α και προσδιορίζονται ως πρωτόνια. Στη συνέχεια, λήφθηκαν φωτογραφίες αυτής της διαδικασίας χρησιμοποιώντας έναν θάλαμο νέφους.

Ρύζι. 1. Διεργασίες που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια των πυρηνικών αντιδράσεων

(αντιπροσωπεύονται τα κανάλια εισόδου και εξόδου της αντίδρασης).

Η πρώτη πυρηνική αντίδραση πραγματοποιήθηκε από τον E. Rutherford το 1919: 4 He + 14 N→ 17 O + p ή 14 N(α,p) 17 O. Η πηγή των α-σωματιδίων ήταν ένα α-ραδιενεργό παρασκεύασμα. Τα ραδιενεργά α-παρασκευάσματα εκείνη την εποχή ήταν οι μόνες πηγές φορτισμένων σωματιδίων. Ο πρώτος επιταχυντής ειδικά σχεδιασμένος για τη μελέτη των πυρηνικών αντιδράσεων κατασκευάστηκε από τους Cockcroft και Walton το 1932. Αυτός ο επιταχυντής ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε

λήφθηκε μια δέσμη επιταχυνόμενων πρωτονίων και πραγματοποιήθηκε η αντίδραση p + 7 Li → α + α.

Οι πυρηνικές αντιδράσεις είναι η κύρια μέθοδος για τη μελέτη της δομής και των ιδιοτήτων των ατομικών πυρήνων. Στις πυρηνικές αντιδράσεις μελετώνται οι μηχανισμοί αλληλεπίδρασης των σωματιδίων με τους ατομικούς πυρήνες, οι μηχανισμοί αλληλεπίδρασης μεταξύ των ατομικών πυρήνων. Ως αποτέλεσμα των πυρηνικών αντιδράσεων, λαμβάνονται νέα ισότοπα και χημικά στοιχεία που δεν βρίσκονται σε φυσικές συνθήκες. Εάν, μετά από μια σύγκρουση, διατηρηθούν οι αρχικοί πυρήνες και σωματίδια και δεν γεννηθούν νέα, τότε η αντίδραση είναι ελαστική σκέδαση στο πεδίο των πυρηνικών δυνάμεων, που συνοδεύεται μόνο από ανακατανομή της κινητικής ενέργειας και της ορμής του σωματιδίου και του στόχου. πυρήνα, και ονομάζεται δυναμικό

διασκόρπιση.

Η συνέπεια της αλληλεπίδρασης βομβαρδιστικών σωματιδίων (πυρήνων) με πυρήνες στόχους μπορεί να είναι:

1) Ελαστική σκέδαση, στην οποία δεν αλλάζει ούτε η σύνθεση ούτε η εσωτερική ενέργεια, αλλά μόνο η ανακατανομή της κινητικής ενέργειας γίνεται σύμφωνα με το νόμο της εσωτερικής πρόσκρουσης.

2) Ανελαστική σκέδαση, στην οποία η σύνθεση των αλληλεπιδρώντων πυρήνων δεν αλλάζει, αλλά μέρος της κινητικής ενέργειας του βομβαρδιστικού πυρήνα δαπανάται για τη διέγερση του πυρήνα στόχου.

3) Στην πραγματικότητα μια πυρηνική αντίδραση, ως αποτέλεσμα της οποίας αλλάζουν οι εσωτερικές ιδιότητες και η σύνθεση των αλληλεπιδρώντων πυρήνων.

	Ρύζι. 2. Πυρηνική αντίδραση λιθίου-6 με δευτέριο 6 Li(d ,α)α
	Στις πυρηνικές αντιδράσεις, ισχυρές, ηλεκτρομαγνητικές και ασθενείς
	αλληλεπιδράσεις.
	Πολλοί διαφορετικοί τύποι αντιδράσεων είναι γνωστοί. Μπορούν να ταξινομηθούν σε
	αντιδράσεις υπό τη δράση νετρονίων, υπό τη δράση φορτισμένων σωματιδίων και υπό τη δράση των
	Γενικά, η πυρηνική αλληλεπίδραση μπορεί να γραφτεί με τη μορφή
	a1 + a2 → b1 + b2 + …,
	όπου a 1 και a 2 είναι τα σωματίδια που εισέρχονται στην αντίδραση και τα b 1, b 2, ... είναι σωματίδια,
που προκύπτουν από την αντίδραση (προϊόντα αντίδρασης).
	Ο πιο συνηθισμένος τύπος αντίδρασης είναι η αλληλεπίδραση ενός ελαφρού σωματιδίου α με έναν πυρήνα Α, in
με αποτέλεσμα να σχηματίζεται ένα ελαφρύ σωματίδιο b και ένας πυρήνας Β
	a + A → b + B
	Ή πιο κοντό
	Α(α,β)Β.

Το νετρόνιο (n), το πρωτόνιο (p), το α-σωματίδιο, το δευτερόνιο (d) και το γ-κβάντο μπορούν να ληφθούν ως a και b.

Παράδειγμα 1 . πυρηνική αντίδραση

4He + 14N → 17O+ 1H

σε συντομογραφία ως 14 N (α , p ) 17 O

Παράδειγμα 2 Θεωρήστε την αντίδραση 59 Co(p,n). Ποιο είναι το προϊόν αυτής της αντίδρασης; Λύση. 1 1 H + 27 59 Co → 0 1 n + X Y Z C

στην αριστερή πλευρά έχουμε 27+1 πρωτόνια. Στη δεξιά πλευρά, 0+Χ πρωτόνια, όπου Χ είναι ο ατομικός αριθμός του γινομένου. Προφανώς, X = 28 (Ni). Υπάρχουν 59+1 νουκλεόνια στην αριστερή πλευρά και 1+Y νουκλεόνια στη δεξιά πλευρά, όπου Y = 59. Έτσι, το προϊόν της αντίδρασης 59 Ni.

Η αντίδραση μπορεί να ακολουθήσει διάφορες ανταγωνιστικές διαδρομές:

Τα διαφορετικά πιθανά μονοπάτια για μια πυρηνική αντίδραση στο δεύτερο στάδιο ονομάζονται κανάλια αντίδρασης. Το αρχικό στάδιο της αντίδρασης ονομάζεται κανάλι εισόδου.

Ρύζι. 3. Κανάλια αλληλεπίδρασης πρωτονίων με 7 Li.

Τα δύο τελευταία κανάλια αντίδρασης στο σχήμα (6) αναφέρονται στις περιπτώσεις ανελαστικής (Α*+α) και ελαστικής (Α+α) πυρηνικής σκέδασης. Πρόκειται για ειδικές περιπτώσεις πυρηνικής αλληλεπίδρασης, που διαφέρουν από άλλες στο ότι τα προϊόντα της αντίδρασης συμπίπτουν με τα σωματίδια,

αντιδρώντας, και κατά τη διάρκεια της ελαστικής σκέδασης, διατηρείται όχι μόνο ο τύπος του πυρήνα, αλλά και η εσωτερική του κατάσταση, και κατά τη διάρκεια της ανελαστικής σκέδασης, η εσωτερική κατάσταση του πυρήνα αλλάζει (ο πυρήνας περνά σε διεγερμένη κατάσταση). Η πιθανότητα διάφορων καναλιών αντίδρασης καθορίζεται από το προσπίπτον σωματίδιο, την ενέργειά του και τον πυρήνα.

Κατά τη μελέτη μιας πυρηνικής αντίδρασης, ενδιαφέρον παρουσιάζουν η αναγνώριση των καναλιών αντίδρασης, η συγκριτική πιθανότητα της ροής της μέσω διαφορετικών καναλιών σε διαφορετικές ενέργειες προσπίπτοντων σωματιδίων, η ενέργεια και η γωνιακή κατανομή των σωματιδίων που προκύπτουν, καθώς και η εσωτερική τους κατάσταση (ενέργεια διέγερσης , σπιν, ισοτιμία, ισοτοπική περιστροφή).

Ορισμός 1

πυρηνική αντίδρασηΜε μια ευρεία έννοια, ονομάζουν μια διαδικασία που συμβαίνει ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης πολλών πολύπλοκων ατομικών πυρήνων ή στοιχειωδών σωματιδίων. Πυρηνικές αντιδράσεις ονομάζονται επίσης τέτοιες αντιδράσεις στις οποίες υπάρχει τουλάχιστον ένας πυρήνας μεταξύ των αρχικών σωματιδίων, ενώνεται με έναν άλλο πυρήνα ή στοιχειώδες σωματίδιο, ως αποτέλεσμα της οποίας συμβαίνει μια πυρηνική αντίδραση και δημιουργούνται νέα σωματίδια.

Κατά κανόνα, οι πυρηνικές αντιδράσεις συμβαίνουν υπό τη δράση πυρηνικών δυνάμεων. Ωστόσο, η πυρηνική αντίδραση της πυρηνικής διάσπασης υπό τη δράση $\γάμα $ - κβάντα υψηλής ενέργειας ή γρήγορων ηλεκτρονίων συμβαίνει υπό την επίδραση ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων, όχι πυρηνικών δυνάμεων, για το λόγο ότι οι πυρηνικές δυνάμεις δεν δρουν στα φωτόνια και τα ηλεκτρόνια. Οι πυρηνικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν διεργασίες που συμβαίνουν όταν τα νετρίνα συγκρούονται με άλλα σωματίδια, αλλά προχωρούν με ασθενή αλληλεπίδραση.

Οι πυρηνικές αντιδράσεις μπορούν να πραγματοποιηθούν σε φυσικές συνθήκες (στο εσωτερικό των άστρων, στις κοσμικές ακτίνες). Η μελέτη των πυρηνικών αντιδράσεων πραγματοποιείται σε εργαστήρια πειραματικών εγκαταστάσεων, στα οποία η ενέργεια μεταφέρεται σε φορτισμένα σωματίδια χρησιμοποιώντας επιταχυντές. Στην περίπτωση αυτή, τα βαρύτερα σωματίδια βρίσκονται σε ηρεμία και καλούνται σωματίδια στόχου. Χτυπούνται από ελαφρύτερα σωματίδια, τα οποία αποτελούν μέρος της επιταχυνόμενης δέσμης. Στους επιταχυντές δέσμης που συγκρούονται, δεν υπάρχει λόγος να χωρίζουμε σε στόχους και δοκούς.

Η ενέργεια ενός θετικά φορτισμένου σωματιδίου δέσμης πρέπει να είναι της τάξης ή μεγαλύτερη από το φράγμα δυναμικού Coulomb του πυρήνα. Το 1932 $, ο J. Cockcroft και ο E. Walton πραγματοποίησαν για πρώτη φορά την τεχνητή σχάση των πυρήνων λιθίου βομβαρδίζοντάς τους με πρωτόνια των οποίων η ενέργεια ήταν μικρότερη από το ύψος του φράγματος Coulomb. Η διείσδυση του πρωτονίου στον πυρήνα του λιθίου συνέβη με διάνοιξη σήραγγας μέσω του φραγμού δυναμικού Coulomb. Για αρνητικά φορτισμένα και ουδέτερα σωματίδια, το φράγμα δυναμικού Coulomb δεν υπάρχει και πυρηνικές αντιδράσεις μπορούν να συμβούν ακόμη και στις θερμικές ενέργειες των σωματιδίων που προσπίπτουν.

Η πιο κοινή και οπτική καταγραφή των πυρηνικών αντιδράσεων προέρχεται από τη χημεία. Αριστερά αναγράφεται το άθροισμα των σωματιδίων πριν την αντίδραση και δεξιά το άθροισμα των τελικών προϊόντων της αντίδρασης:

περιγράφει την πυρηνική αντίδραση που συμβαίνει όταν ένα ισότοπο λιθίου $()^7_3(Li)$ βομβαρδίζεται με πρωτόνια, με αποτέλεσμα ένα νετρόνιο και ένα ισότοπο βηρυλλίου $()^7_4(Be)$.

Οι πυρηνικές αντιδράσεις συχνά γράφονται με συμβολική μορφή: $A\left(a,bcd\dots \right)B$, όπου $A$ είναι ο πυρήνας στόχος, $a$ είναι το βομβαρδιστικό σωματίδιο, $bcd\dots και\ B$ είναι - σωματίδια και πυρήνας, αντίστοιχα, που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης. Η παραπάνω αντίδραση μπορεί να ξαναγραφτεί ως $()^7_3(Li)(p,n)()^7_4(Be)$. Μερικές φορές χρησιμοποιείται ο συμβολισμός I go $(p,n)$, που σημαίνει ότι βγάζω ένα νετρόνιο από κάποιον πυρήνα υπό τη δράση ενός πρωτονίου.

Ποσοτική περιγραφή των αντιδράσεων

Μια ποσοτική περιγραφή των πυρηνικών αντιδράσεων από την άποψη της κβαντικής μηχανικής είναι δυνατή μόνο με στατιστικό τρόπο, δηλ. μπορούμε να μιλήσουμε για μια ορισμένη πιθανότητα διάφορων διεργασιών που χαρακτηρίζουν μια πυρηνική αντίδραση. Έτσι, η αντίδραση $a+A\to b+B$, στην αρχική και τελική κατάσταση της οποίας υπάρχουν δύο σωματίδια η καθεμία, με αυτή την έννοια χαρακτηρίζεται πλήρως από τη διαφορική αποτελεσματική διατομή σκέδασης $d\sigma /d\Omega $ εντός του στερεού πυρήνα $d\ Ωμέγα (\rm =)(\sin \theta \ )\theta d\varphi $, όπου $\theta $ και $\varphi $ είναι οι πολικές και αζιμουθιακές γωνίες εκπομπής ενός σωματιδίου , ενώ η γωνία $\theta $ υπολογίζεται από την αρχή της κίνησης του σωματιδίου που βομβαρδίζει. Η εξάρτηση της διαφορικής διατομής από τις γωνίες $\theta $ και $\varphi $ ονομάζεται γωνιακή κατανομή των σωματιδίων που σχηματίζουν την αντίδραση. Η συνολική ή ολοκληρωτική διατομή, που χαρακτηρίζει την ένταση της αντίδρασης, είναι η διαφορική ενεργή διατομή που ενσωματώνεται σε όλες τις τιμές των γωνιών $\theta $ και $\varphi $:

Η αποτελεσματική διατομή μπορεί να ερμηνευθεί ως μια περιοχή εντός της οποίας ένα προσπίπτον σωματίδιο θα προκαλέσει μια δεδομένη πυρηνική αντίδραση. Η αποτελεσματική διατομή μιας πυρηνικής αντίδρασης μετράται σε αχυρώνες $1\ b=(10)^(-28)\ m^2$.

Οι πυρηνικές αντιδράσεις χαρακτηρίζονται από την απόδοση της αντίδρασης. Η απόδοση μιας πυρηνικής αντίδρασης $W$ είναι το κλάσμα των σωματιδίων δέσμης που έχουν υποστεί πυρηνική αλληλεπίδραση με σωματίδια στόχους. Εάν το $S$ είναι η περιοχή διατομής της δέσμης, το $I$ είναι η πυκνότητα ροής της δέσμης, τότε τα σωματίδια $N=IS$ χτυπούν την ίδια περιοχή στόχο κάθε δευτερόλεπτο. $\triangle N=IS\sigma n$ σωματίδια αντιδρούν από αυτά σε ένα δευτερόλεπτο, όπου $\sigma $ είναι η αποτελεσματική διατομή αντίδρασης σωματιδίων δέσμης, $n$ είναι η συγκέντρωση των πυρήνων στον στόχο. Επειτα:

Διάφορες ταξινομήσεις πυρηνικών αντιδράσεων

Οι πυρηνικές αντιδράσεις μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• τη φύση των σωματιδίων που συμμετέχουν στην αντίδραση·
• για τον μαζικό αριθμό των πυρήνων που συμμετέχουν στην αντίδραση.
• πίσω από το ενεργειακό (θερμικό) φαινόμενο.
• πίσω από τη φύση των πυρηνικών μετασχηματισμών.

Πίσω από την τιμή της ενέργειας $E$ των σωματιδίων που προκαλούν αντιδράσεις, διακρίνονται τέτοιες αντιδράσεις:

• σε χαμηλές ενέργειες ($E\le 1\keV$);
• σε χαμηλές ενέργειες ($1\ keV\le E\le 1\ MeV$);
• σε μεσαίες ενέργειες ($1\MeV\le E\le 100\MeV$);
• σε σημαντικές ενέργειες ($100\ MeV\le E\le 1\ GeV)$;
• σε υψηλές ενέργειες ($1\ GeV\le E\le 500\ GeV$).
• σε υπερυψηλές ενέργειες ($E>500\ GeV$).

Ανάλογα με την ενέργεια των σωματιδίων $a$ για τους ίδιους πυρήνες $A$ συμβαίνουν διαφορετικοί μετασχηματισμοί στις πυρηνικές αντιδράσεις. Για παράδειγμα, εξετάστε την αντίδραση του βομβαρδισμού ενός ισοτόπου φθορίου με νετρόνια διαφορετικών ενεργειών:

Εικόνα 1.

Ανάλογα με τη φύση των σωματιδίων που συμμετέχουν στις πυρηνικές αντιδράσεις, χωρίζονται στους ακόλουθους τύπους:

• υπό τη δράση των νετρονίων?
• υπό την επίδραση φωτονίων.
• υπό τη δράση φορτισμένων σωματιδίων.

Σύμφωνα με τον μαζικό αριθμό των πυρήνων, οι πυρηνικές αντιδράσεις χωρίζονται στους ακόλουθους τύπους:

• σε ελαφρούς πυρήνες ($A
• σε μεσαίους πυρήνες ($50
• σε τεράστιους πυρήνες ($A >100$).

Ανάλογα με τη φύση των μετασχηματισμών που συμβαίνουν στον πυρήνα, οι αντιδράσεις χωρίζονται σε:

• σύλληψη ακτινοβολίας?
• Διέγερση Coulomb;
• πυρηνική διάσπαση;
• αντίδραση έκρηξης?
• πυρηνικό φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.

Κατά την εξέταση των πυρηνικών αντιδράσεων, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθοι νόμοι:

• νόμος της διατήρησης της ενέργειας?
• νόμος διατήρησης της ορμής.
• ο νόμος διατήρησης του ηλεκτρικού φορτίου·
• νόμος διατήρησης φορτίου βαρυονίου·
• νόμος διατήρησης φορτίου λεπτονίων.

Παρατήρηση 1

Οι νόμοι διατήρησης καθιστούν δυνατή την πρόβλεψη ποιες από τις ψυχικά πιθανές αντιδράσεις μπορούν να πραγματοποιηθούν και ποιες δεν μπορούν να οφείλονται στην αποτυχία ενός ή περισσότερων νόμων διατήρησης. Σε αυτή τη σχέση, οι νόμοι διατήρησης παίζουν ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο για τις πυρηνικές αντιδράσεις.

Μια πυρηνική αντίδραση χαρακτηρίζεται από την ενέργεια της πυρηνικής αντίδρασης $Q$. Εάν η αντίδραση προχωρήσει με την απελευθέρωση ενέργειας $Q >0$, τότε η αντίδραση ονομάζεται εξώθερμη. αν η αντίδραση προχωρήσει με απορρόφηση θερμότητας $Q