Ядерные реакции. Ядерные реакции - это превращения атомных ядер при взаимодействии с элементарными частицами ( в том числе и с g - квантами) или друг с другом.
Ядерные реакции - это превращения атомных ядер при взаимодействии с элементарными частицами ( в том числе и с g - квантами) или друг с другом.
Символическая запись ядерной реакции:
Х + а ® Y + b, или Х (a, b) Y (270)
где Х и Y – исходные ядра, а и b – бомбардирующая и испускаемая ( или испускаемые ) частицы.
В ядерной физики эффективность взаимодействия характеризуют эффективным сечением s. С каждым видом взаимодействия связывают свое эффективное сечение (рассеяния, поглощения). Эффективное сечение ядерной реакции s = 
, где N- число частиц, падающих за единицу времени на единицу площади поперечного сечения вещества, n – число ядер в единице объема облучаемого вещества, dN- число частиц, вступивших в ядерную реакцию в слое толщиной dx. Эффективное сечение s имеет размерность площади и характеризует вероятность того, что при падении пучка частиц на вещество произойдет реакция. Единица эффективного сечения ядерных процессов – барн (1 барн = 10-28м2).
В любой ядерной реакции выполняются законы сохранения электрических зарядов и массовых чисел. Выполняются также законы сохранения энергии, импульса и момента импульса.
Ядерные реакции могут быть как экзотермическими, протекающими с выделением энергии, так и эндотермическими, сопровождающимися поглощением энергии.
Важную роль в объяснении механизма ядерных реакции сыграло предложение Н.Бора (1936) о том, что ядерные реакции протекают в две стадии по следующей схеме:
Х + а ® С ® Y + b. (271)
Первая стадия – это захват ядром Х частицы а, приблизившейся к нему на расстояние действия ядерных сил ( примерно 2.1015 м), и образование промежуточного ядра С, называемого составным или компаунд - ядром. Энергия влетевшей в ядро частицы быстро распределяется между нуклонами составного ядра, в результате чего оно оказывается в возбужденном состоянии. При столкновении нуклонов составного ядра один из нуклонов или их комбинация (например, дейтрон – ядро тяжелого изотопа водорода, содержащее один протон и один нейтрон, или a- частица) может получить энергию, достаточную для вылета из ядра. В результате возможна вторая стадия реакции - распад составного ядра на ядро Y и частицу b.
В ядерной физике вводится понятие характерное ядерное время - время, необходимое для пролета частицей расстояния, примерно равного диаметру ядра ( 10-15 м ). Так для частицы с энергией 1 МэВ ( что соответствует ее скорости порядка 107 м/с) характерное ядерное время t = 10-22 c. С другой стороны, время жизни составного ядра равно 10-16 –10-12 с, т.е. составляет (106-107)t. За это время может произойти очень много столкновений нуклонов между собой. Следовательно, составное ядро живет настолько долго, что полностью «забывает», каким образом оно образовалось. Поэтому характер распада не зависит от способа образования составного ядра.
Дата добавления: 2015-07-18; просмотров: 891;