Сечение ядерной реакции
Разделение ядерной реакции на два этапа – образование промежуточного ядра и его распад – позволяют считать полное сечение реакции в виде
, (1.62)
где эффективное сечение образования промежуточного ядра О
(1.63)
l =0,1,2,3….- момент импульса налетающей частицы,Dl - вероятность прохождения через потенциальный барьер налетающей частицы, ηl - вероятность прилипания этой частицы к ядру мишени, которая определяется ядерным взаимодействием.
Вероятность распада промежуточного ядра с испусканием частицы по данному каналу
(1.64)
где Гb –парциальная ширина данного канала с образованием частицы b,
Г = Гb + Гc + Гd +…- полная ширина всех выходных каналов с образованием частиц (b,c,d,…).
Гτ = ħ – соотношение неопределенностей для энергии и времени, τ – время жизни частицы на данном уровне энергии.
В общем случае, сечение σ ядерной реакции зависит от энергии налетающей частицы, типа ядерной реакции, углов вылета частиц и ориентации спинов частиц-продуктов реакции. Величина σ содержится в интервале 10 -3 ÷ 10 +3 барн.
Если радиус ядра R больше чем дебройлевская длина волны налетающей частицы (R>> =ħ/p), то максимальное сечение ядерной реакции определяется геометрическим сечением ядра
σmax = π R2.
В области малых энергий >>R сечение определяется длиной волны де Бройля
σmax ≈ π 2.
В промежуточной области ~ R сечение
σmax = π (R+ )2.
Выход ядерной реакции.
Выход ядерной реакции это отношение числа v актов ядерной реакции к числу N0 частиц упавших на 1 см 2 мишени. Для тонкой мишени
, (1.65)
n –концентрация ядер в мишени. σ –сечение реакции.
Для медленных заряженных частиц W~ 10 -3 ÷ 10 -6 , для нейтронов и пи-мезонов W .
Число ядерных взаимодействий dv , происходящих в тонком слое dx на расстоянии х от поверхности
.
Полное число ядерных взаимодействий в толстом слое вещества
. (1.66)
R- пробег частицы в веществе.
Выход ядерной реакции связан с сечением реакции σ и удельными ионизационными потерями
. (1.67)
Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 966;