Фотоядерные реакции - определение. Что такое Фотоядерные реакции
Diclib.com
Словарь ChatGPT
Введите слово или словосочетание на любом языке 👆
Язык:

Перевод и анализ слов искусственным интеллектом ChatGPT

На этой странице Вы можете получить подробный анализ слова или словосочетания, произведенный с помощью лучшей на сегодняшний день технологии искусственного интеллекта:

  • как употребляется слово
  • частота употребления
  • используется оно чаще в устной или письменной речи
  • варианты перевода слова
  • примеры употребления (несколько фраз с переводом)
  • этимология

Что (кто) такое Фотоядерные реакции - определение

Ядерный фотоэффект; Фотодезинтеграция; Фотоядерная реакция

ФОТОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ         
(ядерный фотоэффект) , ядерные реакции, вызываемые ?-квантами.
Фотоядерные реакции         

ядерный фотоэффект, поглощение атомными ядрами γ-квантов с испусканием протонов р, нейтронов n или более сложных частиц. Наиболее изучены Ф. р. (γ, р) и (γ, n), известны также реакции (γ, d), (γ, pn), (γ, d) и др. Для вырывания из атомного ядра протона или нейтрона (нуклонов) энергия γ-кванта Eγ должна превышать энергию связи нуклона в ядре. Сумма эффективных поперечных сечений (См. Эффективное поперечное сечение) всевозможных Ф. р. называется сечением поглощения γ-кванта ядром. Для всех ядер (за исключением очень лёгких) сечение σγ при малых и больших энергиях γ-кванта мало, а в середине имеется высокий широкий максимум, называемый гигантским резонансом (рис. 1).

Положение гигантского резонанса монотонно уменьшается с ростом массового числа А ядер от 20-25 Мэв в лёгких ядрах до 13 Мэв в тяжёлых. Зависимость энергии Еm, соответствующей вершине резонанса, от А описывается формулой: Еm = 34 А -1/6. Ширина резонанса Г Фотоядерные реакции 4-8 Мэв; она минимальна у магических ядер (См. Магические ядра) - Г (208Pb) = 3,9 Мэв, и максимальна у деформированных ядер - Г (165Но) = 7 Мэв. В области гигантского резонанса кривая поглощения не является монотонной, а имеет определённую структуру. У деформированных ядер это двугорбая кривая (рис. 2, а). У лёгких и средних ядер и у некоторых тяжёлых ядер наблюдается несколько максимумов шириной в сотни кэв (рис. 2, б). Распределение фотонейтронов по энергии в области резонанса близко к максвелловскому (см. Максвелла распределение). Вместе с тем есть отклонения: большим оказывается число нейтронов в высокоэнергетической области спектра. Распределение фотопротонов в большинстве случаев не является максвелловским.

Гигантский резонанс связывают с возбуждением γ-квантами собственных колебаний протонов относительно нейтронов (дипольные колебания). Нуклоны могут покидать ядро непосредственно в процессе дипольных колебаний, но могут испускаться и после их затухания. Упорядоченные колебания нуклонов постепенно переходят в весьма сложное "тепловое" движение. В результате образуется возбуждённое Составное ядро, из которого "испаряются" протоны или нейтроны. Ширина Г гигантского резонанса определяется "временем жизни" дипольных колебаний. При энергии γ-квантов, превышающей энергию гигантского резонанса, поглощающие γ-квант нуклоны, как правило, быстро покидают ядро, дипольные колебания не возникают (ядро не успевает "раскачаться") и механизм Ф. р. является "прямым" (см. Прямые ядерные реакции; например, при Eγ ≥ 70 Мэв механизм поглощения γ-квантов становится двухнуклонным). Наряду с дипольными колебаниями в ядре могут возбуждаться квадрупольные, октупольные и др. типы колебаний, но их роль в Ф. р. не существенна. Иногда Ф. р. называются процессы, в которых γ-кванты высокой энергии (Фотоядерные реакции 1,5․10-8эв), поглощаясь ядрами или отдельными нуклонами, вызывают рождение пи-мезонов (См. Пи-мезоны) (например, γ + p → n + π-; γ + р → р + π0) и др. элементарных частиц.

Лит.: Айзенберг И. М., Грайнер В., Механизмы возбуждения ядра, пер. с англ., М., 1973; Широков Ю. М., Юдин Н. П., Ядерная физика, М., 1972; Левинджер Д ж., Фотоядерные реакции, пер. с англ., М., 1962.

Н. П. Юдин.

Рис. 1. Гигантский резонанс.

Рис. 2. Тонкая структура гигантского резонанса: а - для деформированных ядер, б - для сферических ядер.

Фотоядерные реакции         
Фотоядерные реакции (, phototransmutation) — ядерные реакции, происходящие при поглощении гамма-квантов ядрами атомов. Явление испускания ядрами нуклонов при этой реакции называется ядерным фотоэффектом.

Википедия

Фотоядерные реакции

Фотоядерные реакции (англ. photodisintegration, phototransmutation) — ядерные реакции, происходящие при поглощении гамма-квантов ядрами атомов. Явление испускания ядрами нуклонов при этой реакции называется ядерным фотоэффектом. Это явление было открыто Чедвиком и Гольдхабером в 1934 году и в дальнейшем исследовано Боте и Вольфгангом Гентнером, а затем и Нильсом Бором.

При поглощении гамма-кванта ядро получает избыток энергии без изменения своего нуклонного состава, а ядро с избытком энергии является составным ядром. Как и другие ядерные реакции, поглощение ядром гамма-кванта возможно только при выполнении необходимых энергетических и спиновых соотношений. Если переданная ядру энергия превосходит энергию связи нуклона в ядре, то распад образовавшегося составного ядра происходит чаще всего с испусканием нуклонов, в основном нейтронов. Такой распад ведёт к ядерным реакциям ( γ , n ) {\displaystyle (\gamma ,n)} и ( γ , p ) {\displaystyle (\gamma ,p)} , которые и называются фотоядерными, а явление испускания нуклонов в этих реакциях — ядерным фотоэффектом. Обозначения:

  • γ {\displaystyle \gamma } — частица гамма-излучения или гамма-квант (фотон с высокой энергией);
  • n {\displaystyle n} — нейтрон;
  • p {\displaystyle p} — протон.

В теории фотоядерных реакций используются статистическая модель составного ядра и модель резонансного прямого фотоэффекта.

Фотоядерные реакции идут с образованием составного ядра, однако при возбуждении реакций ( γ , p ) {\displaystyle (\gamma ,p)} на ядрах с массовым числом A > 100 {\displaystyle A>100} экспериментально был обнаружен слишком большой выход по сравнению с выходом, предсказываемым этим механизмом. Кроме того, угловое распределение протонов с наибольшей энергией оказалось неизотропным. Эти факты указывают на дополнительный механизм прямого взаимодействия, который существенен только в случае ( γ , p ) {\displaystyle (\gamma ,p)} -реакции на тяжёлых и средних ядрах. Реакция же ( γ , n ) {\displaystyle (\gamma ,n)} всегда идёт с образованием составного ядра.

Первой наблюдавшейся фотоядерной реакцией было фоторасщепление дейтрона:

γ + 2 H p + n {\displaystyle \gamma +{}^{2}{\textrm {H}}\rightarrow p+n}

Она идёт без образования составного ядра, так как ядро дейтерия не имеет возбуждённых состояний, и может быть вызвана гамма-квантами сравнительно невысокой энергии (выше 2,23 МэВ).

Однако нуклидов с малой энергией связи нуклонов всего несколько, а чтобы возбудить фотоядерные реакции с другими ядрами, необходимы фотоны с энергией не менее 8 МэВ. Фотоны с такой энергией возникают в некоторых ядерных реакциях или получаются при торможении в веществе очень быстрых электронов. При радиоактивном распаде, как правило, таких гамма-квантов не образуется, поэтому гамма-кванты β-распада не могут возбудить фотоядерные реакции и вызвать появление новой наведённой радиоактивности в других веществах.

Если замедлителем в ядерном реакторе служит бериллий или тяжёлая вода, то вследствие необычно малой энергии связи нейтрона в 9Be и 2H под действием гамма-квантов радиоактивного распада на ядрах этих нуклидов эффективно протекают фотоядерные реакции ( γ , n ) {\displaystyle (\gamma ,n)} . Особенно много гамма-квантов при этом дают радиоактивные продукты деления урана, но гамма-кванты в ядерном реакторе испускают и другие вещества, активированные нейтронами. Таким образом в тяжеловодных и бериллиевых ядерных реакторах присутствует дополнительный источник нейтронов, обусловленный протеканием фотоядерной реакции.

Что такое ФОТОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ - определение