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

1079 ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ 1080 составного я д р а з а в и с и т от его э н е р г и и в о з б у ж д е н и я , момента количества д в и ж е н и я и д р у г и х х а р а к т е р и ­ стик составного я д р а , но не з а в и с и т от т о г о , в р е з у л ь ­ тате к а к о г о процесса оно о б р а з о в а л о с ь . Существова­ ние у з к и х резонансов в р е а к ц и я х з а х в а т а медленных нейтронов я д р а м и , соответствовавших времени ж и з н и составного я д р а 10 —10 сек, я в и л о с ь первым экспериментальным п о д т в е р ж д е н и е м п р е д л о ж е н н о г о Бором механизма. В е р о я т н о с т ь распада составного я д р а тем и л и и н ы м способом х а р а к т е р и з у ю т п а р ц и а л ь н о й ши­ р и н о й , т. е. в ы р а ж е н н о й в энергетич. е д и н и ц а х вероятностью данного способа р а с п а д а . Р а з л и ч н ы е способы распада к о н к у р и р у ю т м е ж д у собой. Поэтому вероятность распада с и с п у с к а н и е м частицы (ядра) Ь, г|ь равна отношению соответствующей п а р ц и а л ь н о й ш и р и н ы Гь к п о л н о й ш и р и н е Г, т. е. сумме всех ш и р и н , отвечающих в ы л е т у р а з л и ч н ы х ч а с т и ц : Ль=Л>/Л где Г=Г +Гъ+...+Г . Полная ширина у р о в н я Г с в я з а н а со в р е м е н е м ж и з н и со­ ставного я д р а на этом у р о в н е т соотношением: Г~%/т (?—Л/2л, h — постоянная Планка). Вследствие независимости способа распада состав­ ного я д р а от способа его о б р а з о в а н и я сечение Я . р . а + А — > - B + b , а ( а , Ь) может быть з а п и с а н о в виде про­ изведения сечения о б р а з о в а н и я составного я д р а о* и вероятности р а с п а д а этого я д р а с и с п у с к а н и е м ч а ­ стицы Ь, т]ь: а ( а , Ь ) = а - л , ь - П о п ы т к а рассчитать тео­ ретически а и т|ь» к а к п р а в и л о , п р и в о д и т к необходи­ мости и с п о л ь з о в а т ь нек-рые модельные п р е д с т а в л е н и я о строении я д е р . П р и расчете а и с п о л ь з у е т с я то об­ стоятельство, что в с и л у к о р о т к о д е й с т в у ю щ е г о х а ­ р а к т е р а я д е р н ы х сил все п р о с т р а н с т в о м о ж н о р а з б и т ь на две области: в н е ш н ю ю , л е ж а щ у ю за пределами я д р а , в к-рой на частицу действуют известные с и л ы ( к у л о новские, центробежные), и внутреннюю, в пределах к-рой на частицу воздействуют л и ш ь я д е р н ы е с и л ы , детальные свойства к - р ы х известны п о к а недостаточно (другие силы в этой области п р е н е б р е ж и м о м а л ы по с р а в н е н и ю с я д е р н ы м и ) . Сечение п о г л о щ е н н ы х частиц 14 1 6 а Х1 а а а а ствие. Но, как правило, наиболее вероятен т а к о й и с х о д , при к-ром п а д а ю щ а я ч а с т и ц а , п е р е д а в а я н е к - р у ю э н е р г и ю н у к л о н а м в н у т р и я д р а , не выбивает и х , о д н а к о , за п р е д е л ы я д р а . В этом с л у ч а е о б р а з у е т с я составное я д р о . У п р у г о е р а с с е я н и е и п р я м ы е процессы п р о и с х о д я т за в р е м я , с р а в н и м о е с х а р а к т е р н ы м ядер­ ным временем. В т а к о й к а р т и н е я д р о о к а з ы в а е т с я п о л у п р о з р а ч н ы м д л я п а д а ю щ и х на н е г о ч а с т и ц («се­ рым»). В з а и м о д е й с т в и е б о м б а р д и р у ю щ и х ч а с т и ц с я д р о м мишени может быть описано по а н а л о г и и с про­ х о ж д е н и е м света через с р е д у , в к - р о й п а д а ю щ а я в о л н а и с п ы т ы в а е т р а с с е я н и е и частичное п о г л о щ е н и е . Т а к о й метод р а с с м о т р е н и я м е х а н и з м а Я . р . п о л у ч и л н а з в а н и е о п т и ч е с к о й модели. В области м а л ы х энергий ft.r^>-R и отлична от н у л я т о л ь к о в е р о я т н о с т ь п р и л и п а н и я ч а с т и ц , испытыва­ ю щ и х лобовое с т о л к н о в е н и е с я д р о м (т. е. с моментом количества д в и ж е н и я / = 0 ) , ? . В с л е д с т в и е м а л о й про­ ницаемости к у л о н о в с к о г о б а р ь е р а в этой области основную р о л ь и г р а ю т Я . р . под действием н е й т р о н о в . О д н а к о и д л я нейтронов сечение о б р а з о в а н и я состав­ ного я д р а по большей ч а с т и о к а з ы в а е т с я существенно меньше я ^ Д Л и ш ь в том с л у ч а е , к о г д а э н е р г и я пада­ ющего нейтрона соответствует одному из у р о в н е й со­ ставного я д р а ( р е з о н а н с ) , а м о ж е т д о с т и г а т ь величи­ н ы , б л и з к о й 4 л Х . П р и п о г л о щ е н и и нейтрона я д р о м его д л и н а в о л н ы меняется от в е л и ч и н ы ft. до з н а ч е н и й , со­ ответствующих энергии внутри я д р а (несколько д е с я т к о в Мэв). Скачок в е л и ч и н ы д л и н ы в о л н ы при­ водит к тому, что п о в е р х н о с т ь я д р а о к а з ы в а е т с я как бы м а л о п р о н и ц а е м о й д л я медленных н е й т р о н о в . Пове­ д е н и е с е ч е н и я о б р а з о в а н и я нейтроном составного яд­ ра в окрестности одного из у р о в н е й этого я д р а описы0 а а г г в а е т с я ф-лой Б р е й т а — В и г н е р а : а = п п ftft. _ t? a Е ) + г*// (ядер) а имеет с л е д у ю щ и й в и д : а = 2 а ( *+ ) X -PrS/» 2 1 :rl a г=о где I — момент количества д в и ж е н и я н а л е т а ю щ и х я д е р относительно м и ш е н и , ft. — д е л е н н а я на 2 л д л и н а волны налетающих ядер, P — вероятность проник­ н о в е н и я через п о т е н ц и а л ь н ы й б а р ь е р д л я бомбардирующего я д р а с моментом I , а ^ — в е р о я т н о с т ь п р и л и п а н и я этого я д р а к я д р у м и ш е н и , к - р а я з а в и с и т т о л ь к о от х а р а к т е р а ядерного в з а и м о д е й с т в и я в с т у п а ю щ и х в реакцию ядер. Множители ( 2 ? + 1 ) л Х ?i описывают поведение налетающего я д р а во в н е ш н е й области и могут быть л е г к о вычислены. В области б о л ь ш и х э н е р г и й , где Х<СД (R — р а д и у с я д р а ) , иногда г р у б о п о л а г а ю т , что я д р о мишени ведет себя подобно абсолютно черному т е л у , т.е. п о г л о щ а е т все п а д а ю щ и е н а него частицы, т а к что ? г = 1 . П о с к о л ь к у в этой области э н е р г и я бом­ б а р д и р у ю щ и х я д е р п р е в ы ш а е т высоту п о т е н ц и а л ь н о г о б а р ь е р а я д е р , то Pf= п р а к т и ч е с к и д л я всех я д е р , и п о л у ч а е т с я простой р е з у л ь т а т : а = з т Д . Однако в действительности я д р а о к а з ы в а ю т с я частично п р о ­ з р а ч н ы м и д л я п а д а ю щ и х на н и х ч а с т и ц . К а ч е с т в е н н о , с л е д у я В а й с к о п ф у , к а р т и н у в з а и м о д е й с т в и я я д р а ми­ шени с бомбардирующим я д р о м м о ж н о описать сле­ дующим образом: п а д а ю щ а я частица во в н у т р е н н е й области д в и ж е т с я в п о л е я д е р н ы х с и л , создаваемом отдельными н у к л о н а м и я д р а м и ш е н и . В этом поле частица м о ж е т испытать у п р у г о е р а с с е я н и е . К р о м е того, вследствие с т о л к н о в е н и я с б о м б а р д и р у ю щ е й ча­ стицей один из н у к л о н о в я д р а м о ж е т приобрести э н е р г и ю , достаточную д л я вылета из я д р а . П р и этом происходит т. наз. п р я м о е взаимодей­ t а и а а где Г — п о л н а я ш и р и н а у р о в н я , Г — н е й т р о н н а я ширина, Е — энергия нейтрона, ^ . ~~ энергия н е й т р о н а , с о о т в е т с т в у ю щ а я у р о в н ю составного ядра (резонансу). Е с л и Г=Гп, то в р е з о н а н с е сечение до­ стигает . в е л и ч и н ы 4:rtft. . Т а к и м образом, поведение сечения о б р а з о в а н и я составного я д р а с в я з а н о со спектром энергетич. у р о в н е й этого я д р а . П р и малых э н е р г и я х в о з б у ж д е н н ы е у р о в н и о б р а з у ю т дискретный с п е к т р , т. к. р а с с т о я н и е м е ж д у у р о в н я м и значительно б о л ь ш е и х ш и р и н ы . В с е ч е н и я х п о г л о щ е н и я в этой области э н е р г и й н а б л ю д а ю т с я четко в ы р а ж е н н ы е мак­ симумы — р е з о н а н с ы . П о мере у в е л и ч е н и я энергии п а д а ю щ и х частиц и соответственно э н е р г и и возбужде­ н и я составного я д р а число у р о в н е й , а следовательно, и резонансов в сечении у в е л и ч и в а е т с я , а расстояние между ними у м е н ь ш а е т с я . Н а к о н е ц , п р и достаточно б о л ь ш о й э н е р г и и в о з б у ж д е н и я у р о в н и н а ч и н а ю т пере­ к р ы в а т ь с я — с п е к т р с т а н о в и т с я н е п р е р ы в н ы м . В соот­ в е т с т в и и с этим р е з о н а н с ы постепенно сглаживаются и сечение п о г л о щ е н и я с т а н о в и т с я п л а в н о й функцией э н е р г и и . П р и у в е л и ч е н и и э н е р г и и сечение а умень­ ш а е т с я , п р и б л и ж а я с ь к геометрическому, т. е. зхД . О д н а к о вследствие п р о з р а ч н о с т и я д е р п р и больших э н е р г и я х а о к а з ы в а е т с я д а ж е м е н ь ш е nR . р е з 2 а 2 2 а Д л я п р е д с к а з а н и я в е л и ч и н ы % необходимо знать ш и р и н ы / " , х а р а к т е р и з у ю щ и е р а з л и ч н ы е способы рас­ пада составного я д р а . Т е о р и я я д р а не п о з в о л я е т непо­ средственно в ы ч и с л и т ь в е л и ч и н у полной ширины д а н н о г о у р о в н я и в е л и ч и н ы п а р ц и а л ь н ы х ш и р и н , отве­ ч а ю щ и х вылету р а з л и ч н ы х частиц. О д н а к о ширины у р о в н е й м о ж н о в ы р а з и т ь через р а с с т о я н и я м е ж д у у р о в н я м и : r = a ? > c * / 2 t t f t . , где -Ос*— р а с с т о я н и е между у р о в н я м и составного я д р а при энергии в о з б у ж д е н и я U, р а в н о й сумме к и н е т и ч . энер­ г и и п а д а ю щ е й ч а с т и ц ы и энергии с в я з и ч а с т и ц ы в ядре С*. К а к п р а в и л о , - у д а е т с я рассчитать л и ш ь средние з н а ч е н и я р а с с т о я н и й м е ж д у отдельными уровнями, ь a a b b