59. Фотоядерные реакции. Пороговый характер. Гигантский дипольный резонанс

Ф отоядерными реакциями называют ядерные реакции под действием g-квантов. Поскольку атомные ядра могут испускать γ-кванты, они должны и поглощать их. (g,n) и (g,р). , Было установлено, что на ядрах с А < 100 фотоядерные реакции (g,n) и (g,р) идут с образованием составного ядра, о чем свидетельствовало изотропное распределение вылетающих нейтронов и протонов. Однако для реакций (g,р) на ядрах с А > 100 было обнаружено, что угловое распределение протонов с максимальной энергией не является изотропным, а наблюдается вылет преимущественно в направлении 90˚ к пучку квантов тормозного излучения. Выход протонов был слишком велик (~ в 100 раз) по сравнению с выходом, который предсказыввает модель составного ядра. Колебания вектора электромагнитного поля g-квантов происходят в плоскости, перпендикулярной вектору импульса, а максимальная энергия, которую может иметь протон составляет (T_p)_max = Е_g - ε_p, где ε_p – энергия связи протона в ядре.

Детальное изучение поведения сечения реакций (g,n) и (g,р) от энергии γ-квантов, позволило установить, что для всех ядер сечения s(Е_g) возбуждения фотоядерных реакций имеют в области 10 ÷ 20 МэВ очень широкий резонанс (Г ~ 5 ÷ 6 MэB), за что это явление получило название гигантского резонанса.

Приближенно экспериментальная зависимость (Е_g)_рез от массового числа может быть интерпретирована следующим выражением: (E_g )_рез ~ А^-0,19. Явление гигантского резонанса можно объяснить, если предположить, что вся совокупность протонов ядра совершает коллективные колебания под действием электромагнитного поля g-квантов. Максимум в сечении должен наблюдаться тогда, когда частота собственных колебаний ядра совпадает с частотой g-кванта (E_g =  ), находящегося в непосредственно близости от ядра. Позже у легких ядер была обнаружена тонкая структур гигантского резонанса, когда вместо одного широкого максимума на кривой зависимости σ(Е_γ) наблюдается несколько более узких максимумов. Объясняется тонкая структура одночастичными переходами нуклонов между уровнями нуклонных оболочек ядра при поглощении дипольных γ-квантов

60. Нейтрон. Его свойства. Способы получения

Нейтрон имеет магнитный момент μ = -1,91 ядерного магнетона Бора, что свидетельствует о его внутренней структуре .Спин нейтрона, так же как и протона, оказался равным 1/2. Из-за отсутствия электрического заряда нейтроны не участвуют в кулоновском взаимодействии ни с атомными электронами, ни с ядрами. А так как размеры ядер ~ в 10^-4 раз меньше размеров атомов, то столкновения нейтронов с ядрами происходит значительно реже, чем заряженных частиц с атомами, и пути нейтронов между двумя последовательными столкновениями с ядрами составляют в конденсированных средах 1 – 10 см

Широко применяется в портативных нейтронных источниках реакция Для получения моноэнергетических нейтронов используются эндоэнергетические реакции. p + ⁷Li → ⁷Be + n, Q = -1,65 МэВ.

Для получения нейтронов используют фотоядерные реакции, например (энергии нейтронов указаны вблизи порога): Е_n = 200 кэВ, , E_n = 110 кэВ.

Свободные нейтроны можно получать при делении тяжелых ядер. Нейтроны деления образуются либо в актах спонтанного распада ядер, либо в результате реакций деления (вынужденное деление).

Мощным источником нейтронов является ядерный взрыв