Введение в ядерную физику / Лекции / Введение в ядерную физику_11_2023
.pdfВведение в ядерную физику
Лекция 11
Ядерные реакции
Общие закономерности ядерных реакций Прямые ядерные реакции.
Теория Бора. Формулы Брейта-Вигнера.
•Ядерные реакции - это превращение ядер при взаимодействии друг с другом или элементарными частицами:
a+А b+B. Для осуществлениями ядерных реакций необходимы пучки p,n,e, , и т.д.
Реакция +А p+В записывается в виде А ( ,p) В
Первая реакция осуществлена в 1914г.- 1926г. Резерфордом с сотрудниками. (1919г. открыт протон, 1926г.: обнаружен 17O,
схема реакции )
42 + 147 → 11 + 178
от распада RaC (214Po) с Tкин= 7МэВ, пробег R в азоте ~ 7 см. Обнаружены частицы с пробегом 4 R
2
В лаборатории Резерфорда
3
Классификация а+А b+B
•По типу процесса : (n,p) (n,n) (n, ) (p, ) и др.
•По тепловому эффекту (энергии реакции) Q.
•По энергии Е налетающей частицы а
•По массе ядра мишени А
•По времени протекания
Каналы реакции :
4
Q=0 -Упругие |
a+А b+B+Q |
|
|
||
• а+А |
Q- тепловой эффект или |
|
энергия реакции |
||
Q 0 -Неупругие |
Q>0 -Экзотермические
• а+А
Q<0 -Эндотермические
5
Пример:
http://nuclphys.sinp.msu.ru/ 6
Законы сохранения
• Выполняются законы сохранения
- Электрического заряда |
Z |
- Барионного (нуклонного) числа B |
|
- Лептонного числа |
L |
- Энергии и импульса |
E,p |
- Момента импульса |
I |
- Четности (кроме слабых взаимодействий ) P
7
Примеры:
разрешено
запрещено
8
Энергия реакции Q:
= −
i,f -начальное и конечное состояния
• Из закона сохранения энергии
= −
т.к. |
+ |
+ |
= |
|
+ |
+ |
+ |
(с=1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
9
Порог реакции
Это минимальная кинетическая энергия , при которой реакция возможна.
При Q>0 порога нет
В СЦИ порог реакции =-Q, если Q<0
При пороговой энергии в СЦИ частицы покоятся ′ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в СЦИ ′ |
= |
|
|
, но т.к. |
′ |
|
= − , где |
||
|
|
|
|||||||
|
|
+ |
|
|
|
мин |
|
||
лаб.системе: |
|
|
|
+ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
порог |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ ′ = 0
< 0, то в
10