Энергетическая схема ядерной реакции

Расмотрим ядерную реакцию, проходящую с образованием составного ядра. Как показал Н. Бор ядерная реакция идет в два этапа:

Из частицы а и ядра А, образуется составное ядро (компаунд-ядро) О существующее ≈ 10^-14 сек.

Затем промежуточное ядро распадается на продукты реакции по схеме

,

при этом ядро О «забывает» о своем происхождении.

Закон сохранения импульса , в лабораторной системе координат ядро А покоится.

Закон сохранения энергии

. (1.58)

Полагая и считая из (1.58) получаем

. (1.59)

Энергетическая схема эндоэнергетической реакции с образованием составного ядра О может быть представлена в следующем виде см. рис.1.11.

Рис.1.11. Энергетическая схема эндоэнергетической реакции. Широкой вертикальной стрелкой показан энергетический порог.

Здесь - энергия покоя возбужденного ядра О^*,

-энергия покоя ядра О в основном состоянии,

-энергия возбуждения промежуточного ядра О,

- энергия возбуждения в системе центра масс (ядро О),

-энергия связи частицы а в ядре О,

-энергия связи частицы b в ядре О,

кинетическая энергия частицы а в системе центра масс (ядро О),

кинетическая энергия частицы b в системе центра масс (ядро О).

Из рис 1.10. видно, что энергия реакции меньше нуля

<0.

Ядерная реакция еще возможна, когда Т₂^’ =0, тогда

(1.60)

- минимальная кинетическая энергия, которой должна обладать частица а в лабораторной системе координат, чтобы эндоэнергетическая реакция произошла. Она называется пороговой кинетической энергией.

Энергетическая схема экзоэнергетической ядерной реакции показана на рис. 1.12.

Из рис.1.12. видно, что энергия реакции больше нуля и энергетического порога нет:

>0.

Рис. 1.12. Энергетическая схема экзоэнергетической реакции. Энергия реакции положительна. Порога нет.