kjernereaksjoner

Kjernereaksjoner er fysiske prosesser der atomkjerner endrer sammensetning eller tilstand som følge av en ytre påvirkning, for eksempel partikkelkolisjoner eller energiutslipp. Reaksjonen kan være spontan, som ved radioaktiv nedbrytning, eller indusert ved at en partikkel eller foton treffer kjernen. Resultatet er ofte dannelse av en ny kjerne og frigjort energi i form av stråling eller kinetisk energi.

De viktigste typene kjernereaksjoner er fisjon, fusjon og radioaktiv nedbrytning. Fisjon skjer når en tung kjerne splittes i to eller flere lettere kjerner etter påvirkning av en nøytron eller annen partikkel, og ledsages av energi og ofte en kjedereaksjon. Fusjon er sammensmelting av lette kjerner til tyngre under høye temperaturer og trykk, som i stjerner og i prosjekter som søker framtidig energiproduksjon. Radioaktiv nedbrytning er en spontan transmutasjon der kjernen endres ved emisjon av alfa-, beta- eller gamma-stråling.

I praksis omfatter kjernereaksjoner også neutronfangst, der en kjerne tar opp et nøytron og blir til en ny isotop, ofte med gamma-utslipp. Reaksjonenes sannsynlighet måles som kryssseksjon, og energien som frigjøres eller absorberes kalles Q-verdi. For reaksjoner med positive ladede partikler må partikkelens energi overvinne Coulomb-barrieren, mens nøytroner ofte reagerer lettere.

Anvendelser inkluderer kjernekraftverk som bruker fisjon til elektrisitetsproduksjon, medisinske isotoper til diagnostikk og behandling, radiografi og materialanalyse, samt forskning og forståelse av nukleosyntese i stjerner.

Sikkerhet og regulering er sentrale i kjernereaksjoner. Strålingseksponering, radioaktivt avfall og risiko for uønskede kjedereaksjoner krever beskyttelse, skjerming og forsvarlig avfallsbehandling i samsvar med nasjonale og internasjonale regler.