核反应-1
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14 N p 17 O
14N , p 17O
2、第一个在加速器上实现的核反应
p 7 Li
7 Li p, 4He
氮气
氮气
银箔
荧光屏
源
显微镜
第一个人工核反应实验简图
3、产生第一个人工放射性核素的反
应 27 Al n 30 P
27Al , n 30P
4、导致发现中子的核反应
9 Be n 12 C
9Be , n 12C
核反应中的守恒定律
电荷守恒 质量数守恒 宇称守恒 动量守恒 角动量守恒 质量与能量守恒
（2）Q方程
iT l R T(i ,l )R
能量守恒： mic2 Ki mTc2 KT
mlc2 Kl mRc2 KR
反应能Q ：
Q [(mi mT ) (ml mR )]c2 (Kl KR) (Ki KT ) (EB（l） EB (R)) (EB (i) EB (T))
总有效面积
薄箔靶,厚t,面积A,数密度N;入射(出射)粒子数
ni(nl)
总有效面积: N (tA)
一个入射粒子打到面积A的靶上和一个靶核发生反
应N (的A几t)率, nl
A
ni
N ( At) nl
A
ni
6.9.4.反应截面(2)
核反应截面 nl
ni Nt
具有面积的量纲
单位: 靶 (b);
维象模型 不从第一性原理,依靠一定的实验事实基础 上建立起来的模型
6.9.5.复合核反应(2)
复合核反应理论
复合核的形成 入射粒子先与靶核形成一个复合核
复合核衰变 一定时间后,某个粒子或粒子团获得足够的 能量逃出复合核
核反应的表示方法：
iT l R 或 T(i , l )R
靶原
子核 （Target）
入射 粒子
出射 生成核 轻粒子 （剩余核）
(incoming particle) (Residue nucleus)
（outgoing light-weight particle）
（1）著名的核反应
1、历史上第一个人工核反应
若w
0，
则K
的
i
最
小
值必须满足：
miml Ki ml mR
2
cos2
mRQ Ki mR ml mR
mi
0
当 0时，Ki 达到最小值（阈能）：
K阈
Q
ml mR ml mR mi
由mT mi ml mR Q c2
mT Q c2
K阈
Q
mT mi mT
对于弹性散射: Q 0, ml mi m1, mT mR m2
Hale Waihona Puke Baidu
Q
1
ml mR
K l
1
mi mR
K i
2
mi ml K i K l cos
mR
Kl [u u2 w ]2
u miml K i cos
ml mR
w mRQ K i mR mi
ml mR
u2 w 0
对放能反应：w 0 u2 w 0；
对
吸
能
反
应
：
=6.0x1022/cm3
nl
=
N nl
t
ni
= 2.4x104/(cm2.s)
每一百万中子进去2.4个光子出去
ni Nt
6.9.5.复合核反应(1)
核反应模型理论
类似核结构模型,现仍主要依靠一定的实验事 实基础上建立起来的各种维象模型,对核反应 作维象的描述.各种模型可以反映原子核反应 的某些方面的特征.
1b 1028 m2, 1mb 1031m2
6.9.4.反应截面(3)
例 27 Al(n, ) 28 Al
= 2mb, t = 0.2mm, ni = 1010个/ cm2.s,
= 2.7 g/cm3
nl = ?
N = /(A/N0) = 2.7 /(27/6.02x1023/cm3 )
Kl
{ m1 m1 m2
cos
[( m1cos
m1 m2
)2
m2 m1
m1 m2
]1/ 2 }2
Ki
[ m1cos
m22 m12 m1 m2
sin2
]2
Ki
（3）Q方程应用举例
★识别靶核 对于12C(d, d), Kj =2.5MeV
对于144Sm(d, d), Kj =2.5MeV
§41 核反应(nuclear reaction)
原子核与原子核或原子核与其 它粒子（例如中子、光子等） 之间的相互作用引起的各种变化。
产生核反应的途径：
用放射源产生的高速粒子轰击原 子核；
利用宇宙射线(cosmic ray)来进行 核反应；
利用粒子加速器(accelerator)或反 应堆(reactor)来进行核反应
原子核的质量：m Zmp Nmn EB / c2
Q<0：吸能核反应 Q>0：放能核反应
核反应的Q方程：
pi
pl
pi
动量守恒：
pR
pi pl pR
pR2 pi2 pl 2 2 pi pl cos
p2 2mK
mR KR mi Ki ml Kl
2 miml Ki Kl cos
★减少运动学变宽
Kl
2 Ai Al K i K l sin
Ai Al K i Kl
cos
( Al
AR
)
（4）反应截面
N 核反应的几率：
At
=
nr
A
ni
核反应截面：
nr ni Nt
出射粒子数（反应粒子数） 入射粒子数 单位面积的靶核数
6.9.4.反应截面(1)
有效面积
靶子内每个原子占有一个有效面积, 入射粒子打 在 内一定发生反应.
14N , p 17O
2、第一个在加速器上实现的核反应
p 7 Li
7 Li p, 4He
氮气
氮气
银箔
荧光屏
源
显微镜
第一个人工核反应实验简图
3、产生第一个人工放射性核素的反
应 27 Al n 30 P
27Al , n 30P
4、导致发现中子的核反应
9 Be n 12 C
9Be , n 12C
核反应中的守恒定律
电荷守恒 质量数守恒 宇称守恒 动量守恒 角动量守恒 质量与能量守恒
（2）Q方程
iT l R T(i ,l )R
能量守恒： mic2 Ki mTc2 KT
mlc2 Kl mRc2 KR
反应能Q ：
Q [(mi mT ) (ml mR )]c2 (Kl KR) (Ki KT ) (EB（l） EB (R)) (EB (i) EB (T))
总有效面积
薄箔靶,厚t,面积A,数密度N;入射(出射)粒子数
ni(nl)
总有效面积: N (tA)
一个入射粒子打到面积A的靶上和一个靶核发生反
应N (的A几t)率, nl
A
ni
N ( At) nl
A
ni
6.9.4.反应截面(2)
核反应截面 nl
ni Nt
具有面积的量纲
单位: 靶 (b);
维象模型 不从第一性原理,依靠一定的实验事实基础 上建立起来的模型
6.9.5.复合核反应(2)
复合核反应理论
复合核的形成 入射粒子先与靶核形成一个复合核
复合核衰变 一定时间后,某个粒子或粒子团获得足够的 能量逃出复合核
核反应的表示方法：
iT l R 或 T(i , l )R
靶原
子核 （Target）
入射 粒子
出射 生成核 轻粒子 （剩余核）
(incoming particle) (Residue nucleus)
（outgoing light-weight particle）
（1）著名的核反应
1、历史上第一个人工核反应
若w
0，
则K
的
i
最
小
值必须满足：
miml Ki ml mR
2
cos2
mRQ Ki mR ml mR
mi
0
当 0时，Ki 达到最小值（阈能）：
K阈
Q
ml mR ml mR mi
由mT mi ml mR Q c2
mT Q c2
K阈
Q
mT mi mT
对于弹性散射: Q 0, ml mi m1, mT mR m2
Hale Waihona Puke Baidu
Q
1
ml mR
K l
1
mi mR
K i
2
mi ml K i K l cos
mR
Kl [u u2 w ]2
u miml K i cos
ml mR
w mRQ K i mR mi
ml mR
u2 w 0
对放能反应：w 0 u2 w 0；
对
吸
能
反
应
：
=6.0x1022/cm3
nl
=
N nl
t
ni
= 2.4x104/(cm2.s)
每一百万中子进去2.4个光子出去
ni Nt
6.9.5.复合核反应(1)
核反应模型理论
类似核结构模型,现仍主要依靠一定的实验事 实基础上建立起来的各种维象模型,对核反应 作维象的描述.各种模型可以反映原子核反应 的某些方面的特征.
1b 1028 m2, 1mb 1031m2
6.9.4.反应截面(3)
例 27 Al(n, ) 28 Al
= 2mb, t = 0.2mm, ni = 1010个/ cm2.s,
= 2.7 g/cm3
nl = ?
N = /(A/N0) = 2.7 /(27/6.02x1023/cm3 )
Kl
{ m1 m1 m2
cos
[( m1cos
m1 m2
)2
m2 m1
m1 m2
]1/ 2 }2
Ki
[ m1cos
m22 m12 m1 m2
sin2
]2
Ki
（3）Q方程应用举例
★识别靶核 对于12C(d, d), Kj =2.5MeV
对于144Sm(d, d), Kj =2.5MeV
§41 核反应(nuclear reaction)
原子核与原子核或原子核与其 它粒子（例如中子、光子等） 之间的相互作用引起的各种变化。
产生核反应的途径：
用放射源产生的高速粒子轰击原 子核；
利用宇宙射线(cosmic ray)来进行 核反应；
利用粒子加速器(accelerator)或反 应堆(reactor)来进行核反应
原子核的质量：m Zmp Nmn EB / c2
Q<0：吸能核反应 Q>0：放能核反应
核反应的Q方程：
pi
pl
pi
动量守恒：
pR
pi pl pR
pR2 pi2 pl 2 2 pi pl cos
p2 2mK
mR KR mi Ki ml Kl
2 miml Ki Kl cos
★减少运动学变宽
Kl
2 Ai Al K i K l sin
Ai Al K i Kl
cos
( Al
AR
)
（4）反应截面
N 核反应的几率：
At
=
nr
A
ni
核反应截面：
nr ni Nt
出射粒子数（反应粒子数） 入射粒子数 单位面积的靶核数
6.9.4.反应截面(1)
有效面积
靶子内每个原子占有一个有效面积, 入射粒子打 在 内一定发生反应.