РЕАКЦИИ

РЕАКЦИИ — (1) связей — силы воздействия тел на точки механической системы, в которых стесняется свобода её движения. Р. связей возникают (согласно закону Ньютона) как пассивные силы противодействия при наличии активных сил, действующих на механические связи (см. (2)). Напр. силы, с которыми опоры поддерживают балку (опоры реакции), с увеличением нагрузки (активные силы) на неё пропорционально возрастают. Направления Р. связей определяются видом механической связи (шарнирная, стержневая, с помощью нити); (2) Р. химические — процессы превращения одних веществ в др., выражающиеся в изменении их исходных хим. составов и свойств. В отличие от реакций ядерных (см. (5)) при хим. Р. сами атомы не изменяются, а лишь переходят из одного состояния в др., при этом сохраняется общее число атомов каждого данного элемента. Р. хим. изображают хим. символами и уравнениями, в которых передают начальное и конечное состояния процесса: 2Cu + О₂ = 2СuО (Р. соединения), 2HgO = 2Hg + О₂ (Р. разложения). Существует несколько основных типов Р. хим.: соединения, разложения, замещения, обмена, нейтрализации и др. По направлению протекания Р. хим. делятся на обратимые и необратимые. (См. равновесие химическое.) Р. хим. классифицируют по кинетическому механизму, характеру процесса, типам частиц, участвующих в Р. (ионные, радикальные), фазовому состоянию реагирующей системы (газо-, жидко- и твёрдофазные). Гомогенные хим. Р. протекают в объёме фазы, гетерогенные — на поверхности раздела фаз. Р. хим., сопровождающиеся выделением теплоты, называют экзотермическими, а сопровождающиеся поглощением теплоты — эндотермическими; (3) Р. химические цепные — сложные Р., которые, однажды начавшись при определённых условиях (напр. наличии света для фотохим. реакций и др.), продолжают далее поддерживать сами себя до полного исчерпания участвующих в них веществ. К Р. хим. цепным относятся процессы окисления (горение, взрыв), хлорирование, крекинг, полимеризация и др. Эти Р. могут быть следующих видов: а) не разветвляющиеся, которые начинаются при первом же столкновении активной частицы (возбуждённый атом или свободный радикал, обладающие ненасыщенной валентностью) с исходными молекулами, В результате такого взаимодействия возникает самоподдерживающаяся цепочка последовательно протекающих и повторяющихся Р.; это происходит до тех пор, пока цепь по тем или иным причинам не оборвётся; б) разветвлённые, которые могут начинаться медленно, но затем самоускоряться в прогрессии вплоть до протекания со взрывом (напр. соединение водорода с кислородом). Процесс происходит в условиях, когда число свободных атомов, готовых начать свою отдельную ветвь размножения, удваивается с каждым новым поколением, безудержно и лавинообразно нарастая. Оканчивается такая хим. цепная Р. полным исчерпанием исходных веществ или мощным взрывом; (4) Р. цепные ядерные вид ядерной реакции (см. (5)), заключающийся в процессе деления атомных ядер тяжёлых элементов (урана млн. плутония) под действием нейтронов на несколько более лёгких радиоактивных ядер (осколков) с образованием новых (вторичных) двух или трёх нейтронов деления, которые могут обеспечить поддержание Р. и вызвать последующее деление ядер такого же типа. Условия протекания Р. цепных ядерных: а) наличие примесей (элементов), поглощающих нейтроны; б) наличие минимального количества вещества (критическая масса), необходимого для такой Р.; в) достаточная скорость нейтронов, вызывающих деление ядер. Р. цепные ядерные — способ извлечения мощной ядерной энергии, который может быть управляемым (см. реактор (4)) или неуправляемым — в виде атомного взрыва, сопровождающегося мощной ударной волной и сильнейшим световым излучением, а также вылетом вторичных нейтронов, гамма-квантов и радиоактивных осколков. Осуществление Р. цепной ядерной возможно в том случае, когда коэффициент воспроизводства нейтронов (коэффициент размножения) становится равным 1 (число актов деления в единицу времени постоянно). В реакторе это достигается введением в активную зону регулирующих стержней (кадмиевых и др.), которые активно поглощают нейтроны. С их помощью можно изменять коэффициент размножения в широких пределах, разгоняя или останавливая реактор. В тех случаях, когда стремятся вызвать взрыв (напр. бомбы), добиваются того, чтобы коэффициент размножения имел по возможности наибольшее значение; (5) Р. ядерные — самопроизвольные млн. искусственные превращения одних ядерных атомов в др. в результате перестройки структуры ядер млн. изменения количества нуклонов в них при взаимодействии с элементарными частицами (в т. ч. с гамма-квантами) либо друг с другом. Р. ядерные могут протекать с выделением млн. поглощением энергии и сопровождаться: полным распадом ядра атома при попадании в него частицы, обладающей большой энергией (скоростью), делением ядра на две неравные части, испусканием протонов, нейтронов, альфа-частиц и гамма-квантов. Известно свыше тысячи видов различных Р. ядерных. К ним относятся реакции цепные ядерные (см. (4)) деления тяжёлых ядер и Р. синтеза — образования ядер атомов более тяжёлых элементов (напр. гелия) в процессе слияния ядер более лёгких элементов (напр. водорода). Эта Р. сопровождается выделением огромной энергии на 1 кг реагирующего вещества. (См. термоядерная реакция.) В простейшем случае при записи Р. ядерной в левой части указывают ядро мишени и частицу, которой обстреливают данное ядро, в правой части — продукты реакции и вылетающую частицу, а также выделенную млн. поглощённую энергию. Напр.:

Эта запись обозначает расщепление ядра азота быстрой альфа-частицей (ядром гелия-4). Уравнение чётко иллюстрирует соблюдение закона сохранения электрического заряда, полного числа нуклонов, энергии и др. величин. В приведённом примере сохраняются электрический заряд (7 + 2 = 8+1) и число нуклонов (14 + 4 = 17 + 1). Р. идёт с поглощением энергии (—1 МэВ). Р. ядерные широко используют в энергетике, науке, технике, получения искусственных изотопов (см.) и др.