§97核反应的三阶段描述和核反应机制 1.核反应过程的描述 复合系统阶段 独立粒子阶段 最后阶段 表面直接作用 体内直接作用 D 多次碰撞 集体激发 O =o+o 吸收 合核弹性散 =oot to 复合核 (记忆消失) 复合核衰变 .+O res 图9-15核反应过程的三阶段描述 R+ +g res 2.两种主要核反应机制:直接反应和融合反应 3各种截面之间的关系
§9.7 核反应的三阶段描述和核反应机制 1. 核反应过程的描述 2. 两种主要核反应机制 ： 直接反应和融合反应 3. 各种截面之间的关系 σ = σ +σ apott σ CN = σ res +σ decay σ = σ CNa +σ D σ sc = σ pot +σ res decay σσσσ D σσσ σ σ σ +++= ++= = + pot res pot rres rsct σ = σ +σ rresa
§98光学模型 1.光学模型的基本思想 光学模型认为,原子核好比一个半透明的玻璃球,入射粒子与靶核的作 用如同光波射在玻璃球上,一部分透射或反射,一部分被吸收。透射或反 射的光波相当于粒子被散射。被吸收的光波相当于粒子进入靶核,引起核 反应。光学模型的理论处理是:对于入射粒子与靶核的作用引入一个复数 势阱,把它代入薛定谔方程中求解,然后可以计算出散射截面和吸收截面 。光学模型是其他模型的基础。 2.光学模型对截面的计算 标准程序,分段分波计算,得出相移因子。 1(F 12l(+1h2 y/(r) P) ul di 2m2+(r)u(r)=Eu1(r)
§9.8 光学模型 1．光学模型的基本思想 光学模型认为，原子核好比一个半透明的玻璃球，入射粒子与靶核的作 用如同光波射在玻璃球上，一部分透射或反射，一部分被吸收。透射或反 射的光波相当于粒子被散射。被吸收的光波相当于粒子进入靶核，引起核 反应。光学模型的理论处理是：对于入射粒子与靶核的作用引入一个复数 势阱，把它代入薛定谔方程中求解，然后可以计算出散射截面和吸收截面 。光学模型是其他模型的基础。 2．光学模型对截面的计算 标准程序，分段分波计算，得出相移因子。 ),( )( =)( lm l ψ Y ϕθ rru r )(=)()](+ 2 )1+( + dd 2[ 2 2 2 2 2 rEururV r ll r l l μ μ h h
己经作了大量有关光学模型的理论和实验工作,伍兹萨克森势阱比较好: y+iN r-R 加表面势,轨道自旋耦合势等 1+exp a是核表面厚度参量,称为弥散度;R是道半径,即入射粒子半径与靶核 半径之和 R=6(43+412) V,W,a,r等光学模型参量由实验确定。 由光学模型可以计算出各个角动量分波的相移n,从而得到各种截面 光学模型参数较多,比较容易得到对实验数据的较好的描述, 了解反应过程的大致性质。但只是确定有效相互作用势,不能了 解反应的具体过程和机制
( ) ( ) ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ − + − + = a Rr iWV rV exp1 a是核表面厚度参量，称为弥散度；R是道半径，即入射粒子半径与靶核 半径之和： ( ) 31T 31I0 += AArR V，W，a，r0等光学模型参量由实验确定。 由光学模型可以计算出各个角动量分波的相移ηl，从而得到各种截面 。 光学模型参数较多，比较容易得到对实验数据的较好的描述， 了解反应过程的大致性质。但只是确定有效相互作用势，不能了 解反应的具体过程和机制。 已经作了大量有关光学模型的理论和实验工作，伍兹-萨克森势阱比较好： 加表面势，轨道自旋耦合势等
§99复合核模型 复合核模型 特征:形成平衡的中间体系 A+a→)C→B+b 形成与衰变过程相互独立 复合核的形成与衰变是两个相互独立的过程, 山=cN(E)6(E*) e* e+ B m 复合核的寿命一般都比较长,可以长达1015。这比粒子直接穿过原子核 的时间10-20~1023s(原子核的线度粒子速度)要大好几个数量级 复合核的衰变方式一般不只一种,通常可以蒸发中子、质子、a粒子或 发射y光子等。各种衰变方式各具有一定的概率。例如,能量为2MeV的 氘与3K作用可以引起下列反应: O、N八1=a、WW无量纲 S CN
§9.9 复合核模型 1．复合核模型 + →→ + bBCaA 复合核的形成与衰变是两个相互独立的过程， ( ) ( *) σ ab =σ baCN EWE aAa Aa A * BE mm m E + + = 复合核的寿命一般都比较长，可以长达10-15s。这比粒子直接穿过原子核 的时间10-20～10-22s（原子核的线度/粒子速度）要大好几个数量级。 复合核的衰变方式一般不只一种，通常可以蒸发中子、质子、α 粒子或 发射γ 光子等。各种衰变方式各具有一定的概率。例如，能量为2MeV的 氘与39K作用可以引起下列反应： 特征：形成平衡的中间体系 形成与衰变过程相互独立 b CN b ab CN b a s a s CN dN dN dN W I N I N dN σ σ == = Wb无量纲
+d Ca+ 39K+d→>Ca→ K+p Ca+n 37Ar+a Ar+He 2.独立假设的实验证明 3.核反应的共振 (1)核反应的共振现象 实验测得的激发曲线a(E),当入射粒子能量E为某些数值时,曲线呈现 出一些尖锐的峰。这种现象称为核反应的共振。 原因:复合核的能级结构。当入射粒子的相对运动动能加上入射粒子和靶 核的结合能Bn、正好等于复合核的一个能级的能量时,入射粒子就会被强 烈吸收、于是形成复合核的截面特别大,从而整个反应截面也就特别大
⎪⎪⎪⎪⎩ ⎪⎪⎪⎪⎨⎧ + + + + + + →→+ ∗ HeAr Ar nCa pK Ca dK CadK 338 37 40 40 41 39 39 41 α γ 2．独立假设的实验证明 3．核反应的共振 （1）核反应的共振现象 实验测得的激发曲线σ（E），当入射粒子能量E为某些数值时，曲线呈现 出一些尖锐的峰。这种现象称为核反应的共振。 原因：复合核的能级结构。当入射粒子的相对运动动能加上入射粒子和靶 核的结合能BaA正好等于复合核的一个能级的能量时，入射粒子就会被强 烈吸收、于是形成复合核的截面特别大，从而整个反应截面也就特别大