در واکنش‌های شکافت هسته‌ای مقادیر زیادی نیز انرژی آزاد می‌گردد (در حدود 200Mev)، اما مسئله مهم‌تر اینکه نتیجه شکستن هسته اورانیوم-۲۳۵، آزادی دو نوترون است که می‌تواند دو هستهدیگر را شکسته و چهار نوترون را به وجود آورد. این چهار نوترون نیز چهار هسته اورانیوم-۲۳۵ را می‌شکند. چهار هسته شکسته شده تولید هشت نوترون می‌کنند که قادر به شکستن همین تعداد هسته اورانیوم می‌باشند، سپس شکست هسته‌ای و آزاد شدن نوترون‌ها به صورت زنجیروار به سرعت تکثیر و توسعه می‌یابد.

در هر دوره تعداد نوترون‌ها دو برابر می‌شود، در یک لحظه واکنش زنجیری خود بخودی شکست هسته‌ای شروع می‌گردد. در واکنش‌های کنترل شده هسته‌ای تعداد شکست در واحد زمان و نیز مقدار انرژی به‌تدریج افزایش یافته و پس از رسیدن به مقداری دلخواه ثابت نگهداشته می‌کرد.

انواع واکنش‌های هسته‌ای

واکنش‌های هسته‌ای به سه صورت شکافت هسته‌ای، همجوشی هسته‌ای (گداخت هسته‌ای) و NCD است که بسته به نوع مواد پرتوزا استفاده شده انجام می‌گیرند.

واکنشگاه‌های هسته‌ای (رآکتور هسته‌ای) بسته به اینکه چه نوع کاربردی داشته باشند از یکی از این دو نوع واکنش بهره می‌گیرند.

در واکنشگاه‌های هسته‌ای (رآکتور هسته‌ای) دو میله ماده پرتوزا (رادیو اکتیو) یکی به‌عنوان سوخت و دیگری به‌عنوان آغازگر بکار می‌رود. میزان این دو ماده بسته به نوع واکنش، اندازه واکنشگاه و نوع فراورده نهایی بدقت محاسبه و کنترل می‌شود. در رآکتور هسته‌ای همیشه دو عنصر پرتوزا به یک یا چند عنصر پرتوزا دیگر تبدیل می‌شوند که این عناصر بدست آمده یا مورد مصرف صنعتی یا پزشکی دارند یا به صورت پسماند هسته‌ای نابود می‌شوند. حاصل این فرایند مقادیر زیادی انرژی است که به صورت امواج اتمی و الکترومغناطیس آزاد می‌گردد. این امواج شامل ذرات نوترینو، آلفا، بتا، پرتو گاما، امواج نوری و فروسرخ است که باید به‌طور کامل کنترل شوند.

امواج آلفا، بتا و گامای تولیدی توسط واکنش هسته‌ای به‌عنوان محرک برای ایجاد واکنش‌های هسته‌ای دیگر در رآکتورهای مجاور برای تولید ایزوتوپهای ویژه بکار می‌روند. انرژی گرمایشی حاصل از این واکنش و تبدیل این عناصر پرتوزا در واکنشگاه‌های صنعتی برای تولید بخار آب و تولید برق بکار می‌رود. برای نمونه انرژی حاصل از واکنش یک گرم اورانیوم معادل انرژی گرمایشی یک میلیون لیتر نفت خام است. قابل تصور است که این میزان انرژی با توجه به سطح پایداری ماده پرتوزا در واکنش‌های هسته‌ای تا چه میزان مقرون به صرفه خواهد بود.

کشف انرژی هسته‌ای در جریان جنگ جهانی دوم صورت گرفت و اکنون برای شبکه برق بسیاری از کشورها هزاران مگاوات تهیه می‌کند (نیروگاه هسته ای). بحران انرژی بر اثر بالارفتن قیمت نفت در سال ۱۹۷۳ استفاده از انرژی شکافت هسته‌ای بیشتر وارد صحنه کرد. در حال حاضر ممالک اروپایی انرژی هسته‌ای را تنها انرژی می‌دانند که می‌تواند در اکثر موارد جایگزین نفت شود. استفاده از انرژی شکافت هسته‌ای که بر روی یک ماده قابل احتراق کانی که به صورت محدود پایه‌گذاری می‌شود. برای سایر کشورها خطرات بسیار دارد در حال حاضر تولید الکتریسته با استفاده از شکافت هسته‌ای کنترل شده به میزان زیادی توسعه یافته و مورد قبول واقع شده‌است. تولید انرژی هسته‌ای در کشورهای توسعه یافته بخش مهمی از طرح انرژی ملی را تشکیل می‌دهد.

فهرست مطالب:

مقدمه

تعریف واکنش هسته ای

پرتابه سبک

طبقه بندی واکنشها از لحاظ انرژی

نوشتن واکنش هسته ای

طبقه بندی واکنشها از لحاظ نوع ذرات

طبقه بندی واکنشها بر اساس سازوکار حاکم بر فرایند

مشاهده پذیرها

قوانین پایستگی

انرژی واکنشهای هسته ای

انرژی آستانه

انرژی حالت برانگیخته

نحوه انتخاب نوع واکنش

پارامترهای برخورد

ایزواسپین

مولفه محور 3 بردار ایزواسپین کل

سطح مقطع های واکنش

روشهای تجربی

روش طیف نمایی دقیق ذره خروجی b و هسته باقیمانده Y

آشکارسازی

پراکندگی کولنی

پراکندگی هسته ای

واکنشهای هسته مرکب

مقدار تقریبی انرژی سد کولنی

ویژگیهای هسته مرکب

واکنشهای مستقیم

ویژگیهای واکنشهای مستقیم

و…