Ядерные реакции

Классификация ядерных реакций. Законы сохранения в ядерных реакциях. Энергетическая схема ядерных реакций. Порог ядерной реакции. . Сечение и выход ядерной реакции. Ядерные реакции под действием заряженных частиц. Ядерные реакции под действием γ – квантов (фотоядерные реакции). Прямые ядерные реакции.

Ядерная реакция – процесс взаимодействия ядра и налетающей частицы, приводящий к преобразованию ядра и вылету из него других частиц. Это основной метод изучения структуры ядра, получения новых изотопов и элементов. В лабораторных условиях ядерные реакции осуществляются при бомбардировке ядер-мишеней частицами-снарядами, когда происходит их сближение на расстояние радиуса сильного взаимодействия (1 ферми = 10 ^{-13 см}). При больших расстояниях взаимодействие заряженных частиц с ядрами чисто кулоновское.

Запись уравнения ядерной реакции аналогично применяемой в химии. В левой части вступающие в реакцию частицы и ядра, в правой – продукты реакции. частицы обозначаются маленькими буквами, ядра-нуклиды большими буквами.

(1.50)

где a-налетающая частица, A- ядро-мишень, B-ядро дочернее, b - вылетающая частица. Сокращенная запись этой реакции A (a, b) B или (a, b). Входной канал ядерной реакции –сталкивающиеся ядра и частицы A+a. Выходной канал- ядра и частицы B+b, рождающиеся после взаимодействия. Выходных каналов может быть не один, а множество, каждый с различной вероятностью. Между входным каналом и выходным ставиться стрелка или знак равенства.

Предметом исследования ядерных реакций считаются: идентификация (отождествление) выходных каналов; вероятность протекания реакции по данному каналу; определение внутренних состояний частиц (энергии возбуждения, спин. четность, изотопический спин).

Результатом взаимодействия налетающих частиц с ядрами мишени являются:

1.Упругое рассеяние A (a, a) A. Налетающая частица изменяет траекторию своего движения и импульс. состав ядра, внутренняя энергия ядра и частиц не меняется.

2.Неупругое рассеяние A (a, ) A^*. Налетающая частица попадает в ядро, и из него вылетает такая же частица, неразличимая с первоначальной в силу принципа тождественности микрочастиц. Состав ядра не меняется. Часть кинетической энергии налетающей частицы тратиться на возбуждение ядра A^* (* обозначает возбужденное ядро, штрих обозначает неупруго рассеянную частицу).

3.Собственно ядерная реакция A (a, b) B , когда меняются внутренние свойства и состав ядер и происходит превращение частиц.