Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Основные понятия и классификация Ядерные реакции

Ядерной реакцией называют процесс образования новых ядер и частиц при сближении ядер и частиц до расстояний ~ 10^-13см, когда вступают в действие ядерные силы. Образование новых ядер и частиц может происходить и под действием γ-квантов, т.е. под действием электромагнитных, а не ядерных сил. Этот процесс следует также отнести к ядерным реакциям, поскольку взаимодействие происходит в области ядра и приводит к его преобразованию. Если после столкновения сохраняются исходные ядра и частицы и не рождаются новые, то процесс называется рассеянием. При рассеянии происходит только перераспределение энергии и импульса между взаимодействующими объектами.

Наиболее распространенным видом реакции является взаимодействие легкой частицы а с ядром А, в результате чего образуется также легкая частица b и ядро В:

Здесь частица а — бомбардирующая частица, ядро А — ядро-мишень. Обычно частицы а и bпредставляют: нейтрон (n), протон (p), дейтон (d), α-частицу (α-), γ-квант (γ-). Существует сокращенная запись процесса (4.1.1): A(a,b)B. Используется также запись (a,b), когда речь идет только о типе ядерной реакции безотносительно к ядру-мишени и образующемуся ядру. Например, (p,n), (α,n), (γ,p) и т.д. Первой в скобках указывают бомбардирующую частицу, а второй — частицу, возникшую в результате реакции. Начальный этап реакции а+А называют входным каналом, а конечный b+B - выходным. Реакция может протекать неоднозначно и иметь несколько конкурирующих между собой выходных каналов:

Каждый выходной канал характеризуется своей относительной вероятностью η_i,причем , где η - относительная вероятность открытия входного канала. Величины η_iиη зависят от кинетической энергии частицы а. Два последних канала представляют собой рассеяние.

Рассеяние представляет частный случай ядерного взаимодействия и может быть упругим и неупругим. При упругом рассеянии (столкновении) не изменяются структура ядра и его внутренняя энергия. В случае неупругого рассеяния изменяется структура ядра и происходит изменение его внутренней энергии.

Впервые ядерную реакцию наблюдал Резерфорд (1919 г.), бомбардируя α-частицами атомы газообразного азота:

Реакция была обнаружена по возникновению вторичных ионизирующих частиц, длина пробега которых  в газообразном азоте была больше, чем у α-частиц. Впоследствии эти частицы были идентифицированы как протоны.

В настоящее время известно много различных ядерных реакций, которые условно можно разделить на три большие группы (класса), и каждая из которых обладает своими характерными особенностями: реакции, идущие под действием заряженных частиц; реакции под действием g-квантов(фотоядерные реакции); реакции под действием нейтронов.

На главную сайта Dvoika.net