kärnreaktionen

En kärnreaktion är en process där atomkärnor förändras genom att kärnkrafter verkar. Den medför ofta utsläpp eller upptag av partiklar och energi. Kärnreaktioner skiljer sig från kemiska reaktioner eftersom de involverar kärnan och ofta ger större energiändringar per kärnreaktion. Vanliga typer är fission, fusion, radioaktivt sönderfall och neutroninfångning.

Fission sker när en tung kärna klyvs av en neutron och frigör två mindre kärnor samt flera neutroner och energi. Den kedjereaktion som följer kan orsaka fler klyvningar i närliggande kärnor. Fission används i kärnkraftverk och i vissa vapen, där reaktionshastigheten regleras med moderatorer och kontrollstavar samt kylning.

Fusion innebär att två lätta kärnor sammanfogas till en tyngre kärna och frigör energi eftersom den sammanlagda bindningen per kärna blir starkare. Den mest studerade processen är fusion av deuterium och tritium. Fusion förekommer i stjärnor och studeras i experiment som tokamaks och laserdrivna anläggningar. Den kräver mycket höga temperaturer och tryck, och kommersiell kraftproduktion finns ännu inte i bred skala.

Radioaktivt sönderfall är en spontan kärnprocess där en instabil kärna omvandlas och avger alfas-, betapå eller gammastrålning. Halveringstiden varierar mellan isotoper och leder till bildning av nya produkter. Neutroninfångning är en annan process där en kärna fångar en neutron och bildar en ny isotop, ofta med olika stabilitet.

Användningar och risker: Kärnkrafter bidrar till elproduktion, medicinsk diagnostik och behandling samt industrianvändningar. Samtidigt innebär strålning och radioaktivt avfall risker för människor och miljö, vilket kräver reglering, skydd och säker hantering. Forskning strävar efter säkrare och mer hållbara energilösningar.