Neutronové reakce

Rozměry atomu jsou nepatrné, přibližně 10^-10 m, tedy jedna desetimilióntina milimetru. Jádro atomu je však ještě mnohem menší - jeho "průměr" je ještě asi stotisíckrát menší, kolem 10^-15 m. Pro představu: kdybychom zvětšili atom tak, aby jeho průměr byl 100 metrů, atomové jádro by představovalo drobounkou kuličku velikosti zrnka máku.

Jádra atomů jsou složena ze dvou druhů elementárních částic, protonů a neutronů . Společně tyto částice nazýváme nukleony. Nejjednodušším atomem je atom vodíku, jehož jádro je tvořeno protonem a kolem jádra obíhá jediný elektron. Složitější atomy mají v jádře větší počet protonů a neutronů, počet obíhajících elektronů se rovná počtu protonů v jádře. Složení jádra atomu můžeme popsat třemi čísly: protonovým Z, neutronovým N a nukleonovým A. K zápisu chemické značky určitého prvku X se používají:

• protonové (atomové) číslo Z - je rovno počtu protonů v jádře, udává také počet elektronů obíhajících kolem jádra
• nukleonové (hmotnostní) číslo A - je rovno počtu nukleonů v jádře, tj. A = Z + N

Z jaderných reakcí, které se za určitých podmínek mohou uskutečnit mezi atomovým jádrem a částicí, má z hlediska teorie jaderných reaktorů největší význam interakce jádra s neutrony. Částice s elektrickým nábojem, jako jsou například částice alfa nebo protony, získané radioaktivním rozpadem nebo urychlením v elektrickém poli, pronikají látkami jen málo. Souvisí to s elektrostatickými silami, které působí mezi dopadající částicí a elektrony atomů‑terčíků. Naproti tomu neutrony, které nenesou elektrický náboj, a které proto nemusí při přibližování se k atomovému jádru překonávat odpuzující sílu, mohou proniknout k jádru mnohem blíže. Z tohoto důvodu mohou i tepelné neutrony, které mají malou kinetickou energii (E_n = 0,025 eV) vyvolat jadernou reakci. Budeme se nyní zabývat blíže interakcemi neutronů s jádrem a také interakcemi velkého počtu neutronů s velkým počtem jader.

Poznámka:
V atomové a jaderné fyzice se energie neměří v joulech (J), ale elektronvoltech (eV). 1 eV je energie, kterou získá elektron, projde-li mezi dvěma místy elektrického pole s napětím 1 V. Většími jednotkami jsou kiloelektronvolt (1 keV = 1 000 eV) a megaelektronvolt (1 MeV = 1 000 000 eV).
Platí převodní vztah 1 eV = 1,6.10^-19 J.