Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Таким образом, ответа на вопрос о причине отличия полных сечений фотопоглощения ядер–актинидов от универсальной кривой пока нет. Теоретические оценки вероятности неупругого рождения е⁺е^- пар, приводящего к делению ядер–актинидов, дают величину сечения на три порядка ниже, чем получено в эксперименте. Следует отметить, что теоретические оценки очень сильно зависят от величины обрезания ядерного формфактора, которое не имеет достаточного теоретического обоснования. Поэтому одним из аргументов в обоснование необходимости изучения указанного процесса, независимо от его относительной вероятности, является возможность получения новой информации о формфакторах тяжелых ядер.

Рис. 14.9. EMC-эффект -  Зависимость отношений сечений неупругого рассеяния мюонов ( сплошные точки) ) и электронов ( открытые точки) для ядер железа и дейтерия от безразмерного переданного импульса

Рис. 14.10. Изменение массы нуклона из реакций (e,e') — косой крестик, (e,e'p) – прямой крестик, ЕМС — вертикальная линия.

Рис.14.11. Фоторождение мезонов в ядре (М1) с образованием вторичных мезонов (М2) и нуклонов(N1,N2)

   Следует отметить, что хотя пионы в ядрах не обнаружены, существует целый ряд эффектов, которые показывают, что обменные мезонные токи играют важную роль в различных ядерных взаимодействиях. Одним из примеров такого рода может служить ЕМС — эффект, названный по имени открывшей его Европейской мюонной коллаборации. Этот эффект отражает различия в структуре нуклонов в зависимости от числа нуклонов в ядре. Нелинейная зависимость отношений сечений неупругого рассеяния мюонов для ядер железа и дейтерия от безразмерного переданного импульса X = Q²/2pq , где р,q - импульс и энергия виртуального фотона, соответственно, (см.рис.14.9) была подтверждена в опытах по рассеянию электронов .
    Результаты экспериментов по изучению влияния ядерной среды на характеристики элементарных процессов интерпретировались в терминах эффективной энергии или массы нуклона. Зависимость величины изменения массы нуклона от А^-1/3 показана на рис. 14.10.

Тот факт, что для разных реакций точки ложатся на одну прямую, указывает, по-видимому, что наблюдаемый эффект имеет общее происхождение, связанное с влиянием ядерной среды. Однако, интерпретация наблюдаемых эффектов в терминах увеличения массы нуклона или его радиуса, не получила широкого признания. Возможно, это связано с тем, что в полных сечениях фотопоглощения такого эффекта обнаружено не было и все ограничилось признанием существования “универсальной” кривой. Очевидно, что при исследовании различий между свободными и связанными в ядре нуклонами речь идет об эффектов порядка нескольких процентов (10% для самых тяжелых ядер) и для окончательных выводов прежде всего необходимо получение более точных экспериментальных данных.
    Отдельный вопрос, который возникает при изучении возбужденных состояний нуклона в ядерной среде, связан с исследованием распространения мезонов и нуклонов отдачи в ядре.
    Время жизни нуклонных резонансов в ядре, как правило, очень мало. Поэтому возбужденный нуклон распадается внутри ядра, а образовавшийся мезон испытывает рассеяние на внутриядерных нуклонах. Например, для -мезона длина свободного пробега составляет около 3 Фм. Вероятность вторичного взаимодействия можно определить, зная сечение , ядерную плотность и длину свободного пробега l следующим образом :

Где = _tot (ηN) = _el (ηN) + _in (ηN). Вероятности w(0) и
w(1) покинуть ядро без взаимодействия, или испытав только один акт соударения, соответственно равны:

Соответственно отношение этих вероятностей будет равно:

  Для медленных η-мезонов с сечением 150 мб для случая легких ядер это отношение близко к значению 6.7 (l = 3 Фм, = 0.17 Фм ^-3 ); для быстрых с сечением около 30 мб оно близко к 0.5.
    Вероятность эмиссии вторичных частиц из ядра ¹⁴N в случае реакций с образованием p⁰ и η-мезонов демонстрирует табл . 14.2.

Таблица 14.2. Вероятность вылета вторичных частиц на каждой ступени внутриядерного каскада из ядра ¹⁴N для реакций фоторождения ⁰ и η-мезонов на внутриядерном протоне

    Из таблицы 14.2. видно, что на каждом акте внутриядерного взаимодействия образуются вторичные частицы, главным образом, нуклоны. Полное число актов взаимодействия не превышает четырех. При этом, поскольку массы мезонов различаются значительно, можно по нуклонам отдачи различить в каком процессе они образовались, и продуктом какой реакции они являются. Очевидно, такой анализ можно провести только при наличии детектора с полным телесным углом, когда регистрируются все продукты реакции, и с достаточно высоким угловым и энергетическим разрешением.

На главную сайта Dvoika.net