Při jaderných reakcích dochází k interakcím atomových jader s jinými jádry nebo částicemi za vzniku nových jader a emitovaných částic. Průběh konkrétních druhů jaderných reakcí bude rozebírán níže. Na několika místech budou diskutovány i analogie a rozdílnosti mezi chemickými a jadernými reakcemi.Radioaktivita je samovolný děj, při kterém dochází k přeměně nestabilního jádra určitého prvku na stabilnější jádro jiného prvku. Během procesu se uvolňuje radioaktivní záření – uvolněné částice z přeměněného jádra.Umělá radioaktivita je tedy podmíněna přeměnou jádra, která je způsobena vnějším vlivem, například při ostřelování částicemi alfa se jádra mohou dále samovolně přeměňovat, tedy vykazují radioaktivitu.

Jaký je rozdíl mezi přirozenou a umělou radioaktivitou : Radioaktivita je schopnost některých jader vysílat záření. Přitom se jádro radionuklidu přeměňuje v jádro jiné nebo se alespoň sníží energie radionuklidu. Radioaktivita může být přirozená (vzniká rozpadem radionuklidů běžně se vyskytujících v přírodě) a umělá (radionuklidy jsou vyrobené v laboratoři).

Co vyvola jadernou reakci

Jaderná reakce je jaderná přeměna vyvolaná vzájemnou srážkou s jinými jádry nebo částicemi. Každá jaderná reakce splňuje určité podmínky, a to zákony zachování energie, hybnosti a hmotnosti, zákon zachování náboje, zákon zachování počtu nukleonů a další zákony.

Co se uvolňuje při jaderné reakci : Pro vznik některých jaderných reakcí je třeba dodat energii z vnějšku, například dostatečným urychlením částic v urychlovačích. U jiných reakcí se naopak energie uvolňuje, většinou ve formě kinetické energie rozlétajících se částic, případně energie fotonů elektromagnetického záření.

To však neplatí pro jednorázové vysoké dávky, rovné řádově několik Sv (Sievert). Při takto vysokých dávkách již dochází k vzniku tzv. nemoci z ozáření, přičemž smrtelná dávka se pohybuje v rozmezí přibližně kolem 4-10 Sv (každý organizmus je na záření jinak citlivý).

Bezprostředně po ozáření se dostaví psychická desorientace a zmatenost, porucha koordinace pohybů, křeče a konečně hluboké bezvědomí. Smrt nastane do několika hodin nebo dnů. Závažnost průběhu akutního onemocnění z ozáření a vyhlídky na přežití jsou příznivě ovlivněny stíněním určitých částí těla.

Jak působí radiace na člověka

Ionizující záření může iniciovat procesy v živých tkáních, které vedou ke zničení nebo změnám buňky. Dochází-li ke stochastickým účinkům, jejichž buněčným podkladem jsou mutace, lze sledovat vznik zhoubných nádorů a může se měnit i genetická výbava člověka.Ionizační záření totiž útočí přímo na DNA, naši genetickou informaci. V buňkách se postupně rozkládají bílkoviny a vlivem poškozené DNA se buňky nedokáží normálně rozdělovat na další. V případě tak vysokých dávek záření, jaké zažívali například hasiči v Černobylu, umírali do pár dní.Záření γ je nejpronikavější ze všech druhů radioaktivního záření, ale lze ho oslabit silnou vrstvou materiálu, který obsahují jádra těžkých prvků, jako například olovo.

Ionizující záření interaguje s okolním látkovým prostředím různě. Může nastat jeho absorpce, rozptyl, konverze na jiné druhy záření aj. Vhodný stínicí materiál může podstatně snížit intenzitu záření, někdy ho dokonce odstíní úplně.

Jak zastavit jadernou reakci : Okamžité zastavení reakce zajišťují bezpečnostní tyče, které obsahují mnohem vyšší koncentraci absorbátoru. Pozvolné regulace změn výkonu se dosahuje změnou koncentrace kyseliny borité v chladivu. Část reaktoru, ve které je uloženo palivo a ve které probíhá štěpná reakce, se nazývá aktivní zóna.

Co vzniká při jaderné reakci : Při jaderné reakci dochází jak ke změně struktury zúčastněných jader, tak ke změně jejich pohybového stavu. Výsledkem jaderné reakce (s výjimkou nepružného rozptylu) je přeměna nuklidu na jiný nuklid (s jiným nukleonovým číslem), ke které nedochází při chemických reakcích.

Co se děje v jaderném reaktoru

V jaderném reaktoru dochází k řízené štěpné reakci v palivu – jádra izotopu 92U235 zasažená pomalými neutrony se rozpadají na jádra lehčích prvků (odštěpky, fragmenty) a současně se při každém štěpení uvolní 2 – 3 rychlé neutrony. Fragmenty se vzájemně odpuzují a velkou rychlostí se od sebe rozlétají.

Dále se budeme zabývat řetězovou reakcí, vznikající v důsledku štěpení jader neutrony. Každý neutron, účastnící se v řetězové reakci, prochází následujícím cyklem: vzniká v reakci štěpení, jistou dobu existuje ve volném stavu, pak se buď ztrácí nebo znovu štěpí jádro a dává vzniknout novým neutronům (tzv.„Na většině míst tu míra radiace ukazuje tolik, kolik běžně naměříme v České republice, tedy přibližně 0,15 až 0,20 µSv (mikrosievertů),“ popisuje Kateřina Vršanská, zkušená průvodkyně po okolí elektrárny Černobyl.

Co s člověkem udělá radiace : Při dávce záření, přesahující 10 Gy, jsou šance na přežití o dost menší. Nastávají střevní komplikace – střevo se může proděravět nebo přestat fungovat. Při ozáření v řádu několika desítek Gy dochází k nervovému kolapsu, křečím, dezorientaci a poruchám koordinace, bezvědomí a smrti během několika hodin až dnů.