Reacció nuclear
Una reacció nuclear és un procés al qual, de manera espontània o induïda, un o més nuclis atòmics canvia la seva composició, és a dir el nombre de protons o de neutrons que conté. Això vol dir que varia el seu nombre màssic (nombre total de neutrons més protons), i potser també el nombre atòmic (nombre de protons). En una reacció nuclear de vegades s'emet energia en forma de radiació gamma, que és perillosa per als organismes vius.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b4/Nuclear_reaction_Li6-d.svg/220px-Nuclear_reaction_Li6-d.svg.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2c/Kernspaltung.svg/220px-Kernspaltung.svg.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/85/Fusion_in_the_Sun.svg/langca-220px-Fusion_in_the_Sun.svg.png)
Una reacció nuclear compleix els principis de conservació de la física moderna: de càrrega elèctrica, de quantitat de moviment i de massa total més energia total. Com a altres tipus de reaccions, poden deixar anar energia, i llavors es diuen reaccions exotèrmiques, o necessitar consumir-la per a tenir lloc, en el cas de les reaccions endotèrmiques. Algunes reaccions nuclears es poden produir en en cadena.
Tipus de reaccions nuclears
modificaReaccions nuclears binàries
modificaDos nuclis atòmics A i B xoquen i es transformen en dos nuclis diferents M i N. En alguns casos particulars pot ocórrer que algun d'ells sigui igual a algun altre, per exemple a la reacció nuclear entre un liti i un deuteri el resultat són dos nuclis d'heli. En aquest cas M = N.
Reaccions nuclears amb neutrons
modificaA les reaccions nuclears amb neutrons un nucli atòmic o un element químic reacciona amb un neutró. La probabilitat que un nucli interaccioni amb un neutró es diu secció eficaç i es mesura en unitats de superfície, habitualment cm² o bé barns. La secció eficaç total és la suma de seccions eficaces de dispersió, captura radioactiva i fissió. Les reaccions nuclears amb neutrons poden ser:
- Dispersió: Un nucli xoca amb un neutró produint el mateix nucli i un neutró, és a dir el mateix. Aquest nucli pot excitar-se a conseqüència del xoc, cosa que el portarà a emetre una radiació gamma:
- Dispersió elàstica: El nucli no s'excita.
- Dispersió inelàstica: El nucli s'excita, posterior emissió de gamma.
- Captura radioactiva: Un nucli xoca amb un neutró i aquest passa a formar part del mateix nucli, que a partir de llavors tindrà un neutró més i canviarà doncs de nombre màssic. Aquest nucli estarà excitat i deixarà anar una emissió gamma.
- Fissió nuclear: Un nucli xoca amb un neutró i aquest el desestabilitza tant que el nucli es trenca en dos nuclis diferents, deixant anar uns quants neutrons i molta energia en forma de calor (de l'ordre d'uns 200 MeV per reacció). Aquesta energia es coneix com a energia nuclear i al llarg de la història s'ha intentat aplicar a diversos fins, com el poder polític amb armes nuclears o l'obtenció d'electricitat en centrals nuclears. Pot ser o bé espontànea, poc probable, o bé induïda (provocada).
Reaccions de fusió nuclear
modificaA la fusió nuclear dos nuclis molt lleugers xoquen entre ells i formen un sol nucli diferent, més gran, emetent una gran quantitat d'energia en forma de calor i de vegades també un protó o un neutró. El nou nucli és més pesant (més gran) i té una energia d'enllaç superior, per la qual cosa és més estable.
Ocorre naturalment al Sol i les altres estrelles. Els elements es van fusionant formant altres elements cada vegada més pesants. Aquestes fusions són les que donen la llum i la calor que emet el sol. També són les responsables dels elements majoritaris dels quals es compon una estrella segons la seva edat, de les seves característiques físiques i de la seva vida i mort. Les reaccions de fusió necessiten una enorme aportació d'energia cinètica inicial per a poder produir-se.
S'està investigant la seva utilització en reactors de fusió, actualment només en fase de proves o de prototipus, que en principi s'usarien en centrals nuclears per a l'obtenció d'electricitat a partir, per exemple, de deuteri de l'aigua de mar. També s'ha utilitzat en bombes nuclears per a matar persones.