|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Прямые ядерные реакции | Прямые ядерные реакции (далее П) ядерные процессы, в которых вносимая в ядро энергия передается преимущественно одному или небольшой группе нуклонов. П многообразны, они вызываются всевозможными налетающими частицами (от g-квантов до многозарядных ионов) в широком диапазоне энергий (от нескольких Мэв до нескольких Гэв). Для П характерны сильная угловая анизотропия и сравнительно слабая зависимость вероятности процесса (эффективного поперечного сечения) от энергии частицы. Ядро, образующееся в результате П, находится, как правило, либо в слабо возбужденном, либо в основном состояниях.
П открыты в начале 50-х гг. 20 в. Первыми были обнаружены реакции дейтронного срыва (d, р) и подхвата (р, d) на легких ядрах. Образующиеся в этих реакциях протоны и дейтроны вылетают в основном вперед (в направлении пучка налетающих частиц). Известны П, в которых нуклон или группа нуклонов переходят от одного из сталкивающихся ядер к другому. П типа (х, ху) называются квазиупругим рассеянием. В этих реакциях импульсы и энергии налетающей (х) и вылетающих (х, у) частиц связаны почти так же, как при упругом рассеянии частицы х на свободной частице у. Наиболее хорошо изучены реакции квазиупругого рассеяния, вызываемые альфа-частицами, протонами и p-мезонами на легких ядрах. Наблюдается также выбивание из ядра слабо связанных частиц - дейтронов, т. е. реакции (р, pd) и т.п.
Особенности П могут быть объяснены, если допустить, что вылетевшие из ядра частицы получают энергию и импульс в процессе непосредственного взаимодействия с налетающей частицей (отсюда - эпитет "прямые"), остальная же часть ядра-мишени участвует в реакции лишь как "наблюдатель" (спектатор). В этом смысле П являются как бы антиподом ядерных реакций, проходящих через стадию образования составного ядра, когда энергия, вносимая в ядро, статистически распределяется между всеми нуклонами из-за многократных столкновений их друг с другом.
В теории П предполагается, что они происходят на периферии ядра, где плотность нуклонов мала, вследствие чего нуклон, получивший достаточную энергию в результате взаимодействия с внешним агентом, имеет значительную вероятность покинуть ядро без столкновений. Периферийный слой ядра имеет протяженность ~ 1 тогда как радиус средних и тяжелых ядер достигает величины 10 Т. о., относительная вероятность П должна быть ~ 10% (у легких ядер несколько больше). Эти оценки подтверждены опытами.
Количественная теория П была предложена С. Батлером (Австралия) в 50-х гг. впервые применительно к реакциям срыва. Она основывалась на квантовомеханическом (шредингеровском) описании ядра и использовании представлений о потенциальном взаимодействии налетающей частицы с нуклонами. Развитие этой теории привело к формулировке "борновского приближения с искаженными волнами", в котором, помимо акта взаимодействия, вызывающего реакцию, учитывается дифракция налетающих частиц на ядре-мишени и вылетающих - на остаточном ядре.
В 60-х гг. был сформулирован иной подход к теории П, основанный на использовании методов квантовой теории поля (фейнмановской диаграммной техники). Этот подход, называют иногда дисперсионной теорией П, был вызван неприменимостью потенциального приближения к реакциям с участием релятивистских частиц и расширением многообразия П, в частности обнаружением процессов выбивания плотных частиц, стационарно не существующих в ядре и потому не описываемых волновыми функциями. Дисперсионная теория дает возможность выразить вероятность П через константы, характеризующие ядро (например, эффективное число частиц данного сорта на периферии ядра), и через амплитуды вероятности элементарного акта, т. е. процесса взаимодействия налетающей и внутриядерной частиц. Она позволяет также выяснить область применимости представлений о "прямом" взаимодействии для конкретных реакций и указать эксперименты, необходимые для установления механизма процесса.
П используются для изучения спектра ядерных уровней, структуры периферии ядра, в частности - периферийных коррелированных групп нуклонов (кластеров) и получения данных о взаимодействии нестабильных элементарных частиц с нейтронами и нуклонными изобарами. Последний аспект связан с исследованиями П при высоких энергиях.
Лит.: Батлер С., Ядерные реакции срыва, пер. с англ., М., 1960; Austern ., Direct reactions, в сборнике: Selected topics in nuclear theory, Vienna, 1963; Шапиро И. С., Теория прямых ядерных реакций, М., 1963; его же, Некоторые вопросы теории ядерных реакций при высоких энергиях, "Успехи физических наук", 1967, т. 92, с. 549.
И. С. Шапиро.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
