1919年物理学家卢瑟福用氦原子核轰击氮原子核，结果得到氧、氮两种原子。问这个变化是什么变化。为什么？

1919年物理学家卢瑟福用氦原子核轰击氮原子核，结果得到氧、氮两种原子。问这个变化是什么变化。为什么？

核反应

粒子（如中子、光子、π介子等）或原子核与原子核之间的相互作用引起的各种变化。

核反应是宇宙中早已普遍存在的极为重要的自然现象。现今存在的化学元素除氢以外都是通过天然核反应合成的，在恒星上发生的核反应是恒星辐射出巨大能量的源泉。此外，宇宙射线每时每刻都在地球上引起核反应。自然界的碳14大部分是宇宙射线中的中子轰击氮14产生的。

1919年英国的E.卢瑟福用天然放射性物质的α粒子轰击氮，首次用人工实现了核反应。30年代初加速器的出现和40年代初反应堆的建成，为研究核反应提供了强有力的工具。目前已能将质子加速到5×105兆电子伏，将铀原子核加速到约9×104兆电子伏，并能获得介子束。高分辨率半导体探测器的使用，大大提高了测量核辐射能量的精度。核电子学和计算机技术的发展，从根本上改善了数据的获取和处理能力。在过去半个多世纪里，研究过的核反应数以千计，制备出了自然界不存在的放射性核素约2000种，发现了300余种基本粒子，获得了有关核素性质、核转变规律、核结构、基本粒子以及自然界四种相互作用的规律和相互联系的大量知识。

概述 在核反应中，用于轰击原子核的粒子称为入射粒子或轰击粒子，被轰击的原子核称为靶核，核反应发射的粒子称为出射粒子，反应生成的原子核称为剩余核或产物核。入射粒子a轰击靶核A，发射出射粒子b并生成剩余核B的核反应可用以下方程式表示：

A+a→B+b

或简写为：

A(a,b)B

若a、b为同种粒子，则为散射，并根据剩余核处于基态还是激发态而分为弹性散射和非弹性散射，用A(a,a)A和A(a,a′)A*表示。给定的入射粒子和靶核能发生的核反应往往不止一种，例如：

每一种核反应称为一个反应道。反应道由入射道和出射道构成。入射粒子和靶核组成入射道，出射粒子和剩余核组成出射道。同一入射道可以有若干出射道，同一出射道也可以有若干入射道。如：

发生某种核反应的几率用核反应截面来表征。只有满足质量数、电荷、能量、动量、角动量和宇称等守恒条件，核反应才能发生，相应的反应道称为开放的，或简称开道，反之为闭道。核反应过程总是伴随着能量的吸收或释放，前者称为吸能反应，反者称为放能反应。反应能常用Q表示，等于反应后与反应前体系动能之差，可标明在核反应方程式中，例如：

3H+2H→4He+n+Q Q=17.6MeV

对于吸能反应，仅当入射粒子的动能高于阈能（Eth）时才能引起核反应：

式中ma和mA分别为入射粒子和靶核的质量。带电粒子进入靶核前要穿越靶核附近势能高的区域——库仑势垒，动能高于势垒的入射粒子才有较大的反应截面。当入射粒子相对于靶核运动的轨道角动量不等于零时，还要克服离心势垒，才能进入靶核。

分类 按入射粒子的不同，核反应可分为三类：①中子核反应，如中子的弹性散射(n,n)、非弹性散射(n,n′)，中子的辐射俘获(n,γ),发射带电粒子的核反应(n,p)、(n,α)等，又如中子裂变反应(n,f)，发射两粒子的核反应(n,2n)、(n,pn)等；②带电粒子核反应，如质子引起的核反应(p,γ)、(p,n)、(p,p)、(p,p′)、(p,α)、(p,2n)等，氘核引起的核反应(d,n)、(d,p)、(d,α)等，α粒子引起的核反应(α,n)、(α,2n)、(α,p)等，重离子引起的核反应(12C,4n)、(22Ne,6n)等；③光核反应，即光子引起的核反应，如(γ,n)、(γ,p)、(γ,α)、(γ,f )等。

按入射粒子的能量，核反应又可粗分为三类：①低能核反应，入射粒子能量低于108电子伏，对于较轻的重离子，每个核子平均能量低于107电子伏（如108电子伏的碳12核），也属于低能核反应的范畴，低能核反应的出射粒子的数目最多为3～4个；②中能核反应，入射粒子能量在108～1010电子伏之间；③高能核反应，入射粒子能量大于1010电子伏。

核反应机理 由于对核力的本质还没有完全研究清楚，对于核反应机理的描述还只能是唯象的，即通过总结实验结果建立核模型。