А́томное ядро́ — центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса. Ядро заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относят атом. Размеры ядер различных атомов составляют несколько фемтометров, что более чем в 10 тысяч раз меньше размеров самого атома. Атомные ядра изучает ядерная физика.
Термоя́дерная реа́кция — разновидность ядерной реакции, при которой лёгкие атомные ядра объединяются в более тяжёлые за счёт кинетической энергии их теплового движения.
Куло́новский барье́р — потенциальный барьер, который необходимо преодолеть атомным ядрам для того, чтобы сблизиться друг с другом для возникновения притяжения, вызванного короткодействующим сильным взаимодействием нуклонов. Кулоновский барьер есть следствие того, что, согласно закону Кулона, одноимённо заряженные тела отталкиваются. На малых расстояниях ядерные силы между двумя протонами сильнее кулоновских сил, расталкивающих одноимённо заряженные частицы; однако ядерные силы убывают с ростом расстояния значительно быстрее кулоновских сил. В результате зависимость суммарного потенциала взаимодействия ядер от расстояния имеет максимум на некотором расстоянии.
Я́дерная реа́кция — процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, который может сопровождаться изменением состава и строения ядра. Последствием взаимодействия может стать деление ядра, испускание элементарных частиц или фотонов. Кинетическая энергия вновь образованных частиц может быть гораздо выше первоначальной, при этом говорят о выделении энергии ядерной реакцией.
Мюо́нный ката́лиз ядерных реакций синтеза, или просто мюонный катализ — процесс, облегчающий слияние ядер, например, изотопов водорода, происходящий при участии отрицательно заряжённых мюонов. Реакция синтеза проходит при относительно низкой температуре в отличие от классического термоядерного синтеза. В настоящее время не может быть использована в термоядерном синтезе, так как невыгодна из-за высоких энергетических затрат на получение мюонов.
Я́дерная эне́ргия — энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при ядерных реакциях и радиоактивном распаде.
Цепна́я я́дерная реа́кция — последовательность единичных ядерных реакций, каждая из которых вызывается частицей, появившейся как продукт этой реакции на предыдущем шаге последовательности. Примером цепной ядерной реакции является цепная реакция деления ядер тяжёлых элементов, при которой основное число актов деления инициируется нейтронами, полученными при делении ядер в предыдущем поколении.
Радиоакти́вный распа́д — спонтанное изменение состава или внутреннего строения нестабильных атомных ядер путём испускания элементарных частиц, гамма-квантов и/или ядерных фрагментов. Процесс радиоактивного распада также называют радиоакти́вностью, а соответствующие нуклиды — радиоактивными (радионуклидами). Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра.
Тепловые нейтроны или медленные нейтроны — свободные нейтроны, кинетическая энергия которых близка к наиболее вероятной энергии теплового движения молекул газа при комнатной температуре.
Позитро́нный распа́д — тип бета-распада, также иногда называемый «бета-плюс-распа́д» (β+-распад), «эми́ссия позитро́нов» или «позитро́нная эми́ссия». В β+-распаде один из протонов ядра превращается посредством слабого взаимодействия в нейтрон, позитрон и электронное нейтрино. Позитронный распад испытывают многие изотопы, в том числе углерод-11, азот-13, кислород-15, фтор-18, иод-121. Например, в следующем уравнении рассматривается превращение посредством β+-распада углерода-11 в бор-11 с испусканием позитрона e+ и электронного нейтрино νe:
Деле́ние ядра́ — процесс расщепления атомного ядра на два ядра с близкими массами, называемых осколками деления. В результате деления могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра, нейтроны и гамма-кванты. Деление бывает спонтанным (самопроизвольным) и вынужденным. Деление тяжёлых ядер — экзотермический процесс, в результате которого высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения. Деление ядер служит источником энергии в ядерных реакторах и ядерном оружии.
Дейтро́н (дейто́н) — ядро изотопа водорода — дейтерия — с массовым числом A=2. Обозначается 2H, D или d.
Гелио́н — ядро лёгкого изотопа гелия, 3He. Гелион состоит из двух протонов и нейтрона. Стабилен. Возбуждённых уровней не имеет. Спин ½, чётность положительна. Масса гелиона равна 5,00641214(86)⋅10−27 кг, или 2808,39142(24) МэВ. Сечение радиативного захвата тепловых нейтронов равно 0,031(9) миллибарн. Магнитный дипольный момент ядра равен −2,12762485(7) ядерного магнетона.
Протон-протонный цикл — совокупность термоядерных реакций, в ходе которых водород превращается в гелий в звёздах, находящихся на главной звёздной последовательности; основная альтернатива CNO-циклу. Протон-протонный цикл доминирует в звёздах с массой порядка массы Солнца или меньше, на него приходится до 98 % выделяемой энергии.
Спектр нейтронов — функция, описывающая распределение нейтронов по энергии. В реакторной технике и ядерной физике, выделяют несколько областей спектра энергии нейтронов:
- По «скорости»:
- Релятивистские нейтроны, с энергией более 1010 эВ;
- Быстрые нейтроны, с энергией больше 0.1 МэВ (иногда больше 1 МэВ)
- Медленные нейтроны, общее название нейтронов с энергией менее 0.1 МэВ.
- По «Температуре»:
- Надтепловые нейтроны, с энергией от 0.025 до 1 эВ.
- Горячие нейтроны, с энергией порядка 0.2 эВ.
- Тепловые нейтроны, с энергией примерно 0,025 эВ
- Холодные нейтроны, с энергией от 5⋅10−5 эВ до 0.025 эВ.
- Очень холодные нейтроны, с энергией от 2⋅10−7 эВ до 5⋅10−5 эВ.
- Ультрахолодные нейтроны, с энергией менее 2⋅10−7 эВ.
- По принадлежности к «области энергий»:
- Нейтроны континуальной области с энергией от 0.01 МэВ до 25 МэВ.
- Нейтроны резонансной области с энергией от 1 эВ до 0.01 МэВ.
- Нейтроны низких энергий с энергией менее 1 эВ.
Ядерные реакции в звёздах являются их основным источником энергии. Они обеспечивают большое энерговыделение на единицу массы, что позволяет звёздам поддерживать высокую светимость в течение длительного времени. В этих реакциях образуется бо́льшая часть химических элементов, существующих в природе, — происходит нуклеосинтез. Протекание ядерных реакций возможно из-за высокой температуры в недрах звёзд, их темп зависит от температуры и плотности.
Прото́нный распа́д (протонная эмиссия, протонная радиоактивность) — один из видов радиоактивного распада, при котором атомное ядро испускает протон.
- (A, Z) → (A − 1, Z − 1) + p.
Нейтро́нный захва́т — вид ядерной реакции, в которой ядро атома соединяется с нейтроном и образует более тяжёлое ядро:
- (A, Z) + n → + γ.
Ядерные технологии — совокупность инженерных решений, позволяющих использовать ядерные реакции или ионизирующее излучение. Наиболее известные сферы применения ядерных технологий ядерная энергетика, ядерная медицина, ядерное оружие.
Реакция скалывания — результат взаимодействия частиц высокой энергии с тяжёлым ядром, при котором из ядра вылетает часть нуклонов и лёгких кластеров.