V.2.3. Reacțiile nucleare și radioactivitatea artificială.

După descoperirea radioactivității naturale, cercetătorii au început cursa radioactivității artificiale, pentru modificarea compoziției nucleelor atomice.

Prima reacție nucleară artificială a fost realizată de Rutherford, în anul 1919. El a bombardat cu particule alfa atomi de azot, având ca rezultat transformarea nucleului de azot într-un nucleu de oxigen și emiterea unui proton, după următoarea ecuație:

Radioactivitatea artificială a fost descoperită de soții Irène și Frédéric Joliot-Curie în 1934, prin bombardarea cu particule alfa a nucleelor de aluminiu și obținerea de nuclee radioactive de fosfor și neutroni, după următoarea ecuație:

Reacția nucleară este procesul de interacțiune între nuclee și particule sau radiații electromagnetice, cu transformarea nucleelor inițiale în alte tipuri de nuclee.

Ecuația generală a unei reacții nucleare este:
a + X → Y + b

a este proiectilul nuclear
X este nucleul țintă
Y este nucleul rezultat
b este particula sau nucleul mai ușor care iese din reacție

O reacție nucleară mai poate fi schematizată și sub următoarea formă:
X(a,b)Y

Reacțiile nucleare au loc cu respectarea următoarelor legi:

1. Legea conservării sarcinii electrice: Suma sarcinilor electrice ale particulelor care intră într-o reacție nucleară este egală cu suma sarcinilor particulelor ce ies din reacția respectivă:
Z_a + Z_X = Z_Y + Z_b

2. Legea conservării masei (sau a numărului de nucleoni): Suma numerelor de masă ale particulelor care intră într-o reacție nucleară este egală cu suma numerelor de masă a particulelor ce ies din reacția respectivă:
A_a + A_X = A_Y + A_b

3. Legea conservării energiei: Suma energiilor totale ale particulelor care intră în reacția nucleară este egală cu suma energiilor totale ale particulelor care ies din reacție:
E_a + E_X = E_Y + E_b

4. Legea conservării impulsului: Suma impulsurilor particulelor care intră în reacția nucleară este egală cu suma impulsurilor particulelor care ies din reacție: