Fysiikka 8 luku 7.1 Ydinreaktiot

Alkuaine voi muuttua toiseksi alkuaineeksi vain ydinreaktioissa. Ydinreaktiot voivat tapahtua spontaanisti tai keinotekoisesti. Fissiossa raskaat ytimet halkeavat ja fuusiossa kevyet ytimet yhdistyvät. Fuusiota tapahtuu Auringon ja muiden tähtien sisuksissa spontaanisti. Keinotekoisissa ydinreaktioissa syntyneet ytimet ovat usein radioaktiivisia. Tällaisia isotooppeja kutsutaan radioisotoopeiksi ja niiden radioaktiivisuutta keinotekoiseksi radioaktiivisuudeksi.

Ydinreaktion reaktioenergia on

Q = ∆mc²

jossa ∆m on lähtö- ja tulosydinten massojen erotus.

Eksoergisessä reaktiossa vapautuu energiaa ja endoergisessä reaktiossa energiaa sitoutuu. Eksoergisessä reaktiossa energia ja massavaje ovat positiivisia ja endoergisessä reaktiossa negatiivisia. Spontaanit radioaktiiviset hajoamiset ovat aina eksoergisiä! Niissä osa massasta muuttuu reaktiotuotteiden liike-energiaksi ja gammasäteilyn energiaksi.

Reaktio on endoerginen, jos se vaatii syntyäkseen energiaa. Endoergisessä reaktiossa pommittavan ytimen liike-energiaa muuntuu syntyvien ytimien sisäiseksi energiaksi eli massaksi. Pienintä mahdollista liike-energiaa, jolla reaktio tapahtuu, sanotaan kynnysenergiaksi.

Transuraanit ovat luonnossa esiintymättömiä ja pysymättömiä alkuaineita, joiden järjestysluku on uraanin järjestyslukua 92 suurempi. Niitä saadaan syntymään vain pommittamalla raskaita ytimiä hiukkaskiihdyttimessä.