* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

1077 ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ 1078 Запись уравнения Я . р . аналогична применяемой д л я описания бимолекулярных реакций в химии. В левой насти п и ш у т в с т у п а ю щ и е в р е а к ц и ю я д р а , в п р а в о й — п р о д у к т ы р е а к ц и и : а + А ^ - В + Ь ; здесь а обозначает бомбардирующее ядро (частицу), А — ядро мишени, В — конечное ядро (ядро — продукт), Ь — вылетаю­ щ у ю частицу (ядро). П о л н а я запись у р а в н е н и я Я . р. с о д е р ж и т з а р я д ы и массовые ч и с л а в с т у п а ю щ и х в р е ­ акцию и образующихся в результате реакции ядер.Ис­ пользуется также сокращенная запись: А(а,Ь)В; напр., Я . р . , в к-рой в 1932 был о т к р ы т н е й т р о н ( Ч э д в и к ) , п р е д с т а в л я л а собой п р е в р а щ е н и е я д е р б е р и л л и я п р и бомбардировке и х я д р а м и гелия (а-частицами) в ядра углерода: В е + Н е —>- С + п и л и с о к р а щ е н н о В е ( а , п ) С , где а — ядро Н е , a n — нейтрон. Следствием в з а и м о д е й с т в и я б о м б а р д и р у ю щ и х ч а ­ с т и ц (ядер) с я д р а м и м и ш е н и м о ж е т б ы т ь : 1) У п р у ­ гое р а с с е я н и е : а+А—»-А+а и л и А(а,а)А, при к-ром ни состав, ни внутренняя энергия и д р . ха­ рактеристики взаимодействующих ядер не меняются, а происходит лишь перераспределение кинетич. энер­ г и и в соответствии с з а к о н о м у п р у г о г о удара. 2) Н е у п р у г о е р а с с е я н и е : а+А—*-а&+А или А ( а , а & ) А , п р и к - р о м состав в з а и м о д е й с т в у ю щ и х я д е р н е м е н я е т с я , но ч а с т ь к и н е т и ч . э н е р г и и б о м б а р д и р у ю ­ щего ядра а расходуется на возбуждение ядра мишени А. В у р - н и и р е а к ц и и в о з б у ж д е н н о е я д р о о б о з н а ч а е т с я т е м ж е с и м в о л о м , ч т о и и с х о д н о е , но со з в е з д о ч к о й — А * , а ядро (частица), потерявшее часть кинетич. энергии, о б о з н а ч а е т с я тем ж е с и м в о л о м , что и б о м б а р д и р у ю щ е е я д р о , н о со ш т р и х о м — а & . З ) Собственно Я . р . : а+А—>—НЗ-f-b и л и А ( а , Ь ) В , в р е з у л ь т а т е к - р о й м е н я ю т с я в н у т р е н н и е свойства и с о с т а в в з а и м о д е й с т в у ю щ и х я д е р и л и п р о и с х о д и т п р е в р а щ е н и е элементарных частиц. Вероятность Я . р. характеризуют эффективным поперечным сечением и л и с о к р а щ е н н о — сечением. К р о м е т о г о , в е р о я т н о с т ь Я . р . часто х а р а к т е р и з у ю т в ы х о д о м Я . р . , т. е. отношением ч и с л а я д е р н ы х п р е в р а щ е н и й в определенной м и ш е н и к ч и с л у у п а в ­ ш и х н а эту м и ш е н ь б о м б а р д и р у ю щ и х я д е р . Ф у н к ц и я , описывающая зависимость сечения и л и выхода Я . р . от э н е р г и и б о м б а р д и р у ю щ и х я д е р , носит н а з в а н и е ф у н к ц и и в о з б у ж д е н и я Я . р . Обычно функцию возбуждения Я . р . изображают графически, о т к л а д ы в а я по г о р и з о н т а л ь н о й оси э н е р г и ю , а п о в е р т и к а л ь н о й оси — сечение ( и л и в ы х о д ) . Я . р. характеризуется также т е п л о в ы м эф­ ф е к т о м , к - р ы й п р е д с т а в л я е т собой р а з н о с т ь масс покоя вступающих в Я . р . и образующихся в резуль­ т а т е р е а к ц и и я д е р , в ы р а ж е н н у ю в э н е р г е т и ч . едини­ ц а х . Е с л и т е п л о в о й эффект п о л о ж и т е л е н , то Я . р . идет с выделением э н е р г и и и н а з . э к з о т е р м и ч е с к о й . Е с л и т е п л о в о й эффект о т р и ц а т е л е н , то д л я о с у щ е с т в л е н и я Я . р . энергия относительного д в и ж е н и я вступающих в р е а к ц и ю я д е р д о л ж н а быть н е м е н ь ш е т е п л о в о г о эф­ ф е к т а . П р и б о м б а р д и р о в к е п у ч к о м ч а с т и ц (ядер) н е ­ подвижной мишени кинетич. энергия бомбардирующих ч а с т и ц д о л ж н а быть не меньше п о р о г о в о й э н е р ­ гии ( и л и просто п о р б г а ) Е , связанной с тепм л о в ы м эффектом Q соотношением: Я о р о г Q~м—+ м > 8 4 12 4 2 е 9 1 2 4 2 п 0 р 0 Т А = п д г д е МА и М — массы соответственно я д р а м и ш е н и и бомбардирующего ядра. Сказанное можно пояснить примерами. При реакции Н ( р , п ) Н е сумма масс и с х о д н ы х я д е р р а в н а 4,025149, а п р о д у к т о в 4,025968. Т е п л о в о й эффект этой Я . р . о т р и ц а т е л е н и р а в е н Q— =—0,763 Мэв. П о р о г о в а я э н е р г и я з а в и с и т от т о г о , к а к и е я д р а (водорода и л и т р и т и я ) и с п о л ь з у ю т с я в к а ­ честве м и ш е н и , а к а к и е — в к а ч е с т в е б о м б а р д и р у ю ­ щ и х частиц. П р и бомбардировке трития протонами # = 1 , 0 2 Мэв, а п р и б о м б а р д и р о в к е т р и т о н а м и в о ­ д о р о д а # n o p o r t 0 6 Мэв. а 3 4 1 2 п о р о г = 3 З а к о н ы с о х р а н е н и я ( э н е р г и и , и м п у л ь с а , момента к о л и ч е с т в а д в и ж е н и я и др.) н а л а г а ю т р я д о г р а н и ч е н и й на п р и р о д у и с в о й с т в а о б р а з у ю щ и х с я п р о д у к т о в Я . р . Предметом и с с л е д о в а н и я т о й и л и и н о й Я . р . , к а к п р а в и л о , я в л я ю т с я д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы е и п о л н ы е сече­ н и я Я . р . К р о м е т о г о , в р я д е с л у ч а е в и с с л е д у е т с я от­ н о с и т е л ь н а я в е р о я т н о с т ь и с п у с к а н и я одного и з п р о ­ д у к т о в р е а к ц и и , обычно более л е г к о г о , в з а д а н н о м н а ­ п р а в л е н и и (т. н а з . у г л о в о е р а с п р е д е л е ­ н и е ) , с з а д а н н о й э н е р г и е й (т. н а з . э н е р г е т и ч е ­ с к о е р а с п р е д е л е н и е ) , с з а д а н н о й ориен­ т а ц и е й с п и н а , если п о с л е д н и й отличен от н у л я (т. н а з . п о л я р и з а ц и я ) и т. п. Цель исследования Я . р . — в получении информации о с в о й с т в а х и к в а н т о в ы х ч и с л а х с о с т о я н и й я д е р (ядер­ н ы х у р о в н е й ) , п р о в е р к а я д е р н ы х моделей и и з у ч е н и е механизмов различных превращений. Я . р . обычно к л а с с и ф и ц и р у ю т в соответствии с п р и ­ родой б о м б а р д и р у ю щ и х я д е р (частиц): Я . р . п о д дей­ ствием н е й т р о н о в , п р о т о н о в , д е й т р о н о в , а - ч а с т и ц , многозарядных (тяжелых) ионов, у-квантов. Нек-рые т и п ы Я . р . п р и н я т о к л а с с и ф и ц и р о в а т ь в соответствии с природой превращения: кулоновское возбуждение, д е л е н и е я д е р , синтез я д е р и д р . К р о м е т о г о , р а з г р а ­ н и ч и в а ю т Я . р . на л е г к и х я д р а х (А<50, г д е Л— мас­ совое число я д р а м и ш е н и ) , н а я д р а х среднего веса ( 5 0 < Л < 1 0 0 ) и т я ж е л ы х я д р а х (Л > 1 0 0 ) , а т а к ж е Я . р . п р и м а л ы х э н е р г и я х ( < 1 кэв), с р е д н и х (1 кэв — 1 Мэв), б о л ь ш и х (1—100 Мэв) и в ы с о к и х ( > 1 0 0 Мэв) э н е р г и я х , х о т я г р а н и ц ы с о о т в е т с т в у ю щ и х областей у с т а н а в л и ­ в а ю т с я весьма у с л о в н о . В настоящее время не существует последовательной теории Я . р . , т. к . по существу не известен детальный характер ядерных сил. Поэтому д л я вычисления ха­ р а к т е р и с т и к Я . р . в т е о р и и п р и б е г а ю т к модельным п р е д с т а в л е н и я м о я д р е (см. Ядро атомное). Основы современной т е о р и и Я . р . б ы л и з а л о ж е н ы в 30-х г г . в р а б о т а х Н . Б о р а . Б о р и с х о д и л и з т о г о , что Я . р . с о в е р ш е н н о н е п о х о ж и на п р о ц е с с ы , п р о и с х о д я щ и е при бомбардировке атомов п у ч к а м и электронов. Э л е к т р о н ы п р о х о д я т через а т о м ы , почти не т е р я я э н е р г и и , т . е. и с п ы т ы в а я , к а к п р а в и л о , у п р у г о е рас­ с е я н и е . Это с в и д е т е л ь с т в у е т о т о м , что атомы имеют с р а в н и т е л ь н о «рыхлую» с т р у к т у р у и п р е д с т а в л я ю т с о ­ бой «прозрачную» м и ш е н ь д л я п а д а ю щ и х э л е к т р о н о в . При ядерных превращениях преобладают неупругие с т о л к н о в е н и я . В о т л и ч и е от а т о м а , я д р о п р е д с т а в л я е т собой к о м п а к т н у ю с и с т е м у , с о с т о я щ у ю из плотно упакованных частиц (нуклонов), к-рая в большинстве с л у ч а е в п о г л о щ а е т п а д а ю щ и е н а него ч а с т и ц ы ( я д р а ) . Согласно п р е д л о ж е н н о й Б о р о м к о н ц е п ц и и , Я . р . а + А — > - В + Ь состоит и з д в у х э т а п о в : н а п е р в о м этапе п р о и с х о д и т с л и я н и е в з а и м о д е й с т в у ю щ и х я д е р с обра­ зованием нового возбужденного ядра С*, называемого обычно п р о м е ж у т о ч н ы м и л и с о с т а в н ы м яд­ р о м : а+А—>-С*- Составное я д р о о б л а д а е т с р а в н и ­ т е л ь н о б о л ь ш и м временем ж и з н и , к-рое з н а ч и т е л ь н о превышает « х а р а к т е р н о е я д е р н о е вре¬ м я » , т . е. в р е м я , з а к - р о е б ы с т р а я ч а с т и ц а п р о х о д и т р а с с т о я н и е , по п о р я д к у в е л и ч и н ы р а в н о е р а з м е р а м я д р а (10 — 1 0 ~ сек). Б о л ь ш о е в р е м я ж и з н и со­ с т а в н о г о я д р а о б у с л о в л е н о т е м , что э н е р г и я в о з б у ж ­ д е н и я р а с п р е д е л я е т с я с р е д и б о л ь ш о г о числа ч а с т и ц , т а к что н и одна и з н и х н е обладает э н е р г и е й , достаточ­ ной д л я отделения от я д р а . Л и ш ь с п у с т я з н а ч и т е л ь н ы й п р о м е ж у т о к в р е м е н и , н а п р о т я ж е н и и к-рого э н е р г и я возбуждения успевает многократно перераспределить­ с я м е ж д у н у к л о н а м и , н а одной и з частиц может с о ­ средоточиться э н е р г и я , д о с т а т о ч н а я д л я в ы л е т а и з я д р а . Это о з н а ч а е т , что составное я д р о к а к бы успе­ в а е т «забыть».о способе, к - р ы м оно было о б р а з о в а н о . В т о р о й этап Я . р . п р е д с т а в л я е т собой р а с п а д в о з б у ж ­ д е н н о г о составного я д р а : С*—>-В+Ь. Способ р а с п а д а 2 2 2 3