ЭФФЕКТИВНОЕ СЕЧЕНИЕ ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ

Чтобы рассчитать выход ядерной реакции, надо знать вероятность того, что частица столкнется с атомным ядром и при этом произойдет интересующая нас реакция. Вероятность того, что два ядра вступят во взаимодействие, характеризуется эффективным сечением реакции(s).

Эффективное сечение ядерной реакции – это площадь поперечного сечения ядра, в которое должно «попасть» другое ядро, чтобы произошло их взаимодействие

Число частиц, принявших участие в ядерной реакции можно найти из уравнения:

 

Nr = N0·( 1- e- ) (6.3)

 

где Nr- число частиц, принявших участие в ядерной реакции;

N0 –число частиц, падающих на мишень;

n0 – число ядер мишени в 1 м3 ;.

– толщина мишени в м

Функцию e- можно разложить в ряд :

 

e- = 1- + -…..

 

Если пучок нейтронов падает на тонкую мишень, т. е. такую, при прохождении через которую интенсивность пучка практически не меняется, а показатель степени мал, в разложении можно ограничиться только первыми двумя членами. Тогда уравнение () можно записать:

 

Nr = N0·n0·у·х (6.4)

Отсюда,

 

Каждая ядерная реакция характеризуется своим эффективным сечением.

Отсюда следует, чем более вероятен процесс, тем больше его эффективность и поперечное сечение. Эффективные сечения ядерных реакций имеют значения от 10-22 до 10-44м2.

Эффективное сечение реакции лишь по названию и размерности напоминает геометрическое сечение ядра. Фактически же - это условная величина, определяющая вероятность ядерной реакции при данных условиях.

Число нейтронов, проходящих через единицу объема в единицу времени, называется нейтронным потоком Ф.

Скорость любой нейтронной реакции можно выразить через произведение полного потока нейтронов на макроскопическое сечение:

 

.

 

Кроме понятия выхода реакции, существует понятие плотность потока (или поток), обозначается Ф и представляет собой число частиц N , падающих на 1м2 площади S в единицу времени t(с) - ( ):

 

Ф = (6.5)

 


Классификация ядерных реакций

 

В зависимости от природы бомбардирующей частицы и частицы, выбиваемой из ядра, ядерные реакции делят на типы. Так, говорят об (a,р)-реакции, (a,n)-реакции и т.д.

Сводка некоторых основных типов ядерных реакций представлена в таблице

 

Таблица. Основные типы ядерных реакций

Частицы, вызывающие ядерные реакции Частицы, получающиеся в результате ядерных реакций
a t d p n g
a (a, a) (a, t) (a, d) (a, p) (a, n) (a, g)
t (t, a) (t, t) (t, d) (t, p) (t, n) (t, g)
d (d, a) (d, t) (d, d) (d, p) (d, n) (d, g)
p (p, a) (p, t) (p, d) (p, p) (p, n) (p, g)
n (n, a) (n, t) (n, d) (n, p) (n, n) (n, g)
g (g, a) (g, t) (g, d) (g, p) (g, n) (g, g)