Механизмы ядерных реакций

Ядерные реакции при через образования составного ядра Ядро-мишень А поглощает бомбардирующую частицу а и образуется составное ядро, которое всегда сильно возбуждено на величину энергии связи частицы а относительно составного ядра и относительной кинетической энергии частицы а и ядра-мишени А. Второй этап - распад составного ядра с испусканием той или иной частицы. Такой способ протекания ядерной реакции получил название механизма составного ядра.

Реакция с образованием составного ядра может быть записана следующим образом:

Составное ядро имеет ряд дискретных квазистационарных энергетических уровней. возможная энергия возбуждения W_с составного ядра равна где e_а(С) - энергия связи частицы а относительно промежуточного ядра, а - кинетическая энергия этой частицы в системе центра инерции

Всегда возможен вылет той же частицы, захват которой вызвал образование промежуточного ядра. Такой процесс называется резонансным рассеянием Другими словами, если Е_i – энергия одного из возбужденных уровней составного ядра, то образование составного возбужденного ядра возможно при условии W_c = Е_i

с точностью до естественной ширины уровня ε_a(С) есть постоянная величина, то образование составного промежуточного ядра возможно только при строго определенных величинах . При всех других значениях кинетической энергии частицы а образование составного ядра невозможно и она будет испытывать рассеяние на потенциальном барьере ядра-мишени А. Такое рассеяние без образования составного ядра называется потенциальным рассеянием. Когда кинетическая энергия частиц а существенно превышает среднюю энергию связи нуклона в ядре, нуклоны можно рассматривать как свободные и преобладающим механизмом протекания ядерных реакций становится прямое взаимодействие и переход от начального состояния ядра к конечному осуществляется прямо, непосредственно, без промежуточной стадии образования составного ядра в течение времени ~ 10^-22 с.

Если кинетическая энергия частиц а сравнима с энергией связи отдельных нуклонов, то с определенными вероятностями могут осуществляются оба механизма.