kernreactie

Kernreactie is een proces waarbij een atoomkern verandert door interactie met deeltjes of straling, wat leidt tot nieuwe kernen en meestal tot energie-uitvoer. In tegenstelling tot radioactief verval vereist een kernreactie doorgaans een botsing of interactie met een neutron, proton, foton of andere kern.

De belangrijkste typen kernreacties zijn kernfissie (splitsing van een zware kern in lichtere fragmenten, vaak vergezeld van vrije neuronen en energie) en kernfusie (samensmelting van lichte kernen tot zwaardere kernen, gepaard gaand met energie). Daarnaast bestaan neutroonenvangstreacties (een neutron dat een kern opneemt en transformeert) en vele andere mogelijke reacties zoals (n, γ) of (p, α), die voorkomen in kerncentrales, onderzoeksopstellingen en sterren.

Belangrijke concepten bij kernreacties zijn de Q-waarde, die de netto energie van de reactie aangeeft, en de cross-section, die de waarschijnlijkheid van de reactie bij een bepaalde energie bepaalt. Conservatie van lading en nucleonaantal speelt een centrale rol in welke reacties mogelijk zijn en welke producten ontstaan.

Kernreacties worden op verschillende manieren toegepast: in kerncentrales voor elektriciteitsopwekking via gecontroleerde fissie of fusie-onderzoek, in de geneeskunde voor productie van isotopen en behandeling, en in de wetenschap voor begrip van nucleosynthese in sterren.

Veiligheid en beheersing zijn cruciaal bij kernreacties vanwege de straling en het potentieel voor ongecontroleerde reactiviteit. Kerncentrales gebruiken moderator, shielding en veiligheidsmaatregelen om kriticiteit te voorkomen en stralingsbelasting te beperken.

Zie ook: kernenergie, nucleaire fusie, radioactief verval.