核反应

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N 单位时间发生的反应数 IN s 单位时间内的入射粒子数 单位面积内的靶核数
激发函数一般入射粒子能量的函数:
2:微分截面和角分布:
N 单位时间发射至( , )方向立体角内的粒子数 ( , ) IN s d 单位时间内的入射粒子数 单位面积内的靶核数
3:L系和C系微分截面的关系
7.5反应截面的分波分析
1半经典的分波分析:角动量的量子化导致碰撞参数 的量子化,有:
r ,l (2l 1) 2
2 2
2量子力学的分波分析:
sc,l (2l 1) 1 l
2 2
r ,l (2l 1)(1 l )
3 : l 与波函数的对数导数
对于弹性散射,Q=0,就此讨论两种极端的情况:
(1) : AA Aa , 0,C L
下面讨论一般情况下L系和C系的转换同 关系:
(2) : AA Aa , 1, C 2 L
A: 1
B : 1
7.3:核反应截面和产额
1:核反应截面和激发函数:
(1 2 2 cos c )3/ 2 L ( L ) C (C ) 1 cos c
讨论:在弹性散射下,Q=0
Aa / AA
(1)
(2)
Aa AA
0
L ( L ) C (C )
Aa AA , 1, L C / 2
E Q
即:
mA Ea ma mA ma mA Q mA
Ea
4:出射角在L系和C系的转换关系:
C L sin 1 ( sin L ) sin C tan L cos C
vc vb
其中
Aa Ab E 1/ 2 ( ) AA AB E Q
7.6: 核反应的三阶段描述和核试验
1核反应过程的三阶段描述:(1)独立粒子阶 段(2)复合系统阶段(3)最后阶段
2:核反应机制:(1)直接作用(2)复合核 就作用时间而言,复合核过程的时间达10-15s, 而直接作用过程一般为(10-20~10-22 s ),两种 机制的出射粒子的能谱和角分布也是不同的,前 者的能谱接近于麦克斯韦分布,角分布为各向同 。 性或90 对称性;后者发射的粒子具有一系列的单 值的能量,角分布一般是前倾或后倾的!在实验上 可以利用这些特点来判断各种机制在反应中所占的 比例!
( L ) 4cos L 0
4:核反应截面的一般特征:由量子力学的微扰论,最终得 到核反应截面的表达式如课本所示,典型的反应截面与能 量的关系如图所示:
5:核反应产额:入射粒子在靶中引起的反应数 与入射粒子数之比。
N Y I
中子的应产额:由于中子几乎不与电子作用,中子的 反应截面在整个靶中相同: 讨论: (1)对于薄靶
3:各种界面之间的关系:
4:核试验的任务: (1)研究核反应发生的几率,确定各种反应截 面,测定各截面的激发曲线 (2)测量出射粒子的角分布,它能更深刻地反 映核反应的特性 (3)出射粒子的能量分布 (4)极化问题 (5)出射粒子间的关联
谢谢大家
2:核反应中的守恒律和反应道
核反应中的守恒律是指: (1)电荷和质量数守恒 (2)能量守恒和动量守恒 (3)角动量守恒 (4)宇称守恒 反映道:对于一定的入射粒子和靶核,反应的过程 可能不止一种,对应于每一个核反应过程,称为一个 反应道。
3:实现核反应的途径
(1)利用核衰变产生的粒子 (2)利用宇宙射线 (3)加速器产生粒子进行核反应
2
2
2: Q方程
Q值的确定:由能量守恒和动量守恒,考虑到实 验中靶核一般静止不动有:
Aa Ab 2( Aa Ab Ea Eb )1/ 2 Q ( 1) Ea ( 1) Eb cos Ab AB Aa
Q方程的应用: (1)确定核素的质量 (2)计算出射粒子的能量 (3)确定核素的激发能E*
3:C系、L系和阈能
A:相对运动动能:入射粒子和靶核相对于质 心的动能之和称为入射粒子的相对运动动能, 有:
1 1 2 E ma va mAv2 A 2 2 mA 1 ma mA 2 va Ea 2 ma mA ma mA
B:阈能: 对于吸能反应14N(a, p)17O的Q为-1.193MeV,只有当a 粒子的能量大于一定数值时才能发生反应,能引起核 反应的入射粒子的最低能量称为该反应的阈能。a的最 低能量为多少? 实验证明,Q>1.193MeV,原因? 借助于C系,在C系中,反应前后体系的动量均等于 零,所以C系中,反应产物不一定要有动能,因此有反 应前体系的动能至少可以等于Q:
7.2 核反应运动学
1: 反应能:反应前后系统的总能量保持守恒但 是系统的动能可以发生变化,反应前后系统动能的变 称为反应能。
Q E f Ei
Q>0,称为放能反应;Q<0,称为吸能反应。 由于反应过程中总能量守恒,很明显反应能来源于静止 能量的改变:
Q ( M A M a M B M b )c mc
0 R 0
dx
R
表示平均反应截面,有:
Y ( E0 ) NV d
7.4 细致平衡原理
对于可逆反应: a A B b 正逆反应截面之比:
2 pb (2 I b 2)(2 I B 1) 2 pa (2 I a 2)(2 I A 1)
应用(1)测定核反应截面: (2)确定核和粒子的自旋:
Y 1 e NV d
d 1 Nv
Y NV d
来自百度文库
(2)对于厚靶:
Y 1
带电粒子的反应产额:由于带电粒子与核外电 子发生相互作用,不同深处粒子的能量不同,反 应截面不同呢:
N ( E) INV dx
0 d
讨论: (1)薄靶: Y ( E0 ) NV d (2)厚靶:令 ( E )
第七章 原子核反应
7.1:核反应概述 7.2:核反应运动学 7.3:核反应截面和产额 7.4:细致平衡原理 7.5反应截面的分波分析和散射矩阵 7.6:核反应的三阶段描述和核反应试验
7.1: 核反应概述
1:核反应过程的表示和分类
a A Bb
入射粒子 靶核 余核 出射粒子
核反应的分类
弹性散射(a,a) 核散射 出射粒子 非弹性散射(a,a) 核转变(a,b) 中子核反应 入射粒子 带电粒子核反应 光核反应 入射粒子的能量 低能核反应 中高能核反应 轻核反应 靶核的质量数 中量核反应 重核反应
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