[拼音]：gaoneng hefanying jili

[外文]：high-energy nuclear reaction mechanism

高能核反应（见高能核化学）是一个极为复杂的过程，在尚未清楚知道核子的结构、核力、核子在核内的运动和核的结构之前，对其机理的认识只能是粗浅的。

高能的核反应过程与低能的有着显著的不同。以产物核的质量分布而论，如用40兆电子伏的质子轰击铋 209核，产物核的质量数绝大部分集中于206～208区内，当质子能量升到400兆电子伏时，产物核的质量分布范围显著变宽，并粗略地可分为两区:质量数大于150的核称散裂产物，在60与140之间的称裂变产物。当质子能量达到4×103兆电子伏时，质量分布成为一种连续分布，并无明显的散裂与裂变之分，并且质量数为15～40的核素有较高的产额。能量为4×105兆电子伏质子的结果仍然如此，只是质量数小于30的产物核或出射粒子的产额有所增加。

也称塞贝(Serber)模型。如果入射粒子的能量显著大于核内核子之间的相互作用能量，且其德布罗意波长小于核子之间的平均距离，则它每次只与核内的一个核子碰撞。它在核内只作少数次碰撞而带着相当一部分的能量离开靶核，有时在一次碰撞中可把一个核子撞出核外。被撞的核子也常常得到相当多的能量，它也能象入射粒子那样与核内其他核子碰撞。这样就产生了核内的级联碰撞，在约10-22秒的短时间内发射出几个核子。得到相当能量的残留核，则处于激发状态，在10-15～10-14秒的较长时间内，蒸发出若干核子和轻核或者进行裂变。处在高激发态的残留核容易抛出一些核子，这与受热液体容易蒸发出分子的过程很相似，因此称为核蒸发。当入射质子能量约超过 350兆电子伏时，级联过程还包括 π介子的产生和重新吸收，这将有利于靶核的能量转移，而使质量数较小的核的产额增加。65Cu(p，pπ+)65Ni是第一个用核化学方法发现的产生 π介子的核反应。用这些过程描述高能核反应，称为级联－蒸发模型。

由级联－蒸发过程产生的核素称散裂产物，而由级联－蒸发－裂变过程产生的核素则称高能裂变产物，这两个过程本身分别称为散裂和高能裂变。

以400兆电子伏的质子轰击铋209为例，散裂产物的质量数位于约205～150之间，生成截面的峰位约在质量数为195处，峰的半高宽约为16个质量数。质量数低于峰位的核素的生成截面随质量数的下降而迅速下降。当入射质子能量升高时，则峰位向质量数降低方向移动，峰高下降，而宽度增大。质量数较低的核素集中于β稳定线(见新核素的合成)附近，质量数较高的产物则处于β稳定线的缺中子的一侧，这显然与蒸发过程有关，并与蒸发计算的结果基本相符。当入射质子能量从约1×104兆电子伏上升到4×105兆电子伏时，散裂截面基本上保持不变。以上情况都可用级联－蒸发模型解释。

高能裂变的单峰质量分布与热中子裂变的双峰质量分布明显不同。另外，在前者的裂变产物中含有一些缺中子的核素而后者的裂变产物则都是丰中子核素。再以靶核铋209为例，当入射质子的能量为400兆电子伏时，裂变产物质量区与散裂产物质量区明显分开。但当入射质子能量上升到4×103兆电子伏时，则两区难以分开。然而，用符合测量以及对角分布与角关联的研究，发现质量数稍低于靶核质量数的一半的产物多半是二裂变的产物，并且是级联－蒸发－裂变过程的产物。

级联－蒸发模型还不能完美解释在4×103兆电子伏质子轰击铋 209时所产生的质量数为15～40的核素的较高产额和它们的能量和角度分布，因此提出入射粒子将靶核切开的机理，称裂片化（碎裂）。

当入射粒子为正或负π介子时，核内的一对核子可能吸收它并分享它的总能量（包括动能和静止质量），随后仍然是级联－蒸发过程。

在一些显像的径迹探测器如核乳胶（类似 X光胶片）、固体径迹探测器、云雾室和气泡室中，可以看到一种形如星芒的径迹，它显示了一个级联－蒸发的过程中发射带电粒子的情景。

参考书目

G.Friedlander，et al.，Nuclear and Radiochemis-try， 3rd ed.，John Wiley & Sons，New York，1981. L.Yaffe，ed.，Nuclear Chemistry， Vol.2，Academic Press， New York， 1968.

严正声明：本文由历史百科网注册或游客用户任沐瑄自行上传发布关于» 高能核反应机理的内容，本站只提供存储，展示，不对用户发布信息内容的原创度和真实性等负责。请读者自行斟酌。同时如内容侵犯您的版权或其他权益，请留言并加以说明。站长审查之后若情况属实会及时为您删除。同时遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，尊重和保护作者的劳动成果，转载请标明出处链接和本声明内容：作者：任沐瑄；本文链接：https://www.freedefine.cn/wenzhan/134338.html