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低能核反应机理

[拼音]:dineng hefanying jili

[外文]:low-energy nuclear reaction mechanism

低能核反应主要通过复合核反应和直接反应两种机理进行。

复合核反应

复合核反应模型是丹麦科学家N.玻尔于1936年提出来的。该模型假定低能核反应分两阶段进行,而且彼此独立。第一阶段为复合核的形成,即入射粒子和靶核融合为一个新核,称为复合核,历时约10-22秒;第二阶段为复合核的衰变,即复合核分解为出射粒子和剩余核,经历时间比第一阶段长得多,约为10-19~10-13秒。这样,复合核反应可表示为:

A+a─→C─→B+b

式中C表示复合核。以上两阶段是相互独立的,即复合核如何衰变只决定于复合核本身的性质,而与其形成方式无关。换言之,复合核对于自己的形成方式失去“记忆”。例如,复合核64Zn*可以由两个核反应生成,有三种衰变方式:

实验测得其反应截面的比为:

证实了上述假定。

直接反应

入射粒子能量较高时,与靶核表面或内部单个核子相互作用,而将本身一部分能量传递给靶核中的一个或几个核子,后者还来不及把能量分配给其他核子时就被发射出来,这种相互作用称为直接反应。直接反应是在约等于入射粒子穿越靶核所需的时间(10-22~10-20秒)内完成的。依情况不同又可分为:

(1)表面直接作用 当入射粒子能量比较低时,主要与靶核表面结合得最松的核子发生作用,而将后者激发(表面激发)或打出(表面嬗变)。

(2)体内直接作用 当入射粒子能量比较高时,可将靶核深处的核子打出来。这种反应称敲出反应。

(3)削裂反应 当入射粒子在靶核边缘掠过时,入射粒子的一个或几个核子被靶核所俘获,其余部分继续前进,如(d,p)反应和(d,n)反应。

(4)拾取反应 入射粒子掠过靶核时,从它里面拾取一个或很少几个核子而结合成较重的粒子并向外飞出,如(p,d)反应和(n,d)反应。

(5)非弹性散射 入射粒子把部分能量直接传给靶核而使后者激发,其本身则继续飞行。这种非弹性散射同复合核发射与入射粒子相同的出射粒子不同,属于直接反应。

(6)电荷交换反应 入射粒子与靶核不交换粒子,只交换电荷,如(p,n)反应和(3He,t)反应。

参考书目

M.Lefort,Nuclear Chemistry,Van Nostrand,London,1968.

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