Эффективное сечение ядерных реакций

Чтобы рассчитать выход ядерной реакции, надо знать вероятность того, что частица столкнется с атомным ядром и при этом произойдет интересующая нас реакция. Вероятность того, что два ядра вступят во взаимодействие, характеризуется эффективным сечением реакции(s).

Эффективное сечение ядерной реакции – это площадь поперечного сечения ядра, в которое должно «попасть» другое ядро, чтобы произошло их взаимодействие

Число частиц, принявших участие в ядерной реакции можно найти из уравнения:

N_r = N_0·( 1- e^- ) (6.3)

где N_r- число частиц, принявших участие в ядерной реакции;

N₀ –число частиц, падающих на мишень;

n₀ – число ядер мишени в 1 м³ ;.

– толщина мишени в м

Функцию e^- можно разложить в ряд :

e^- = 1- + -…..

Если пучок нейтронов падает на тонкую мишень, т. е. такую, при прохождении через которую интенсивность пучка практически не меняется, а показатель степени мал, в разложении можно ограничиться только первыми двумя членами. Тогда уравнение () можно записать:

N_r = N_0·n_0·у·х (6.4)

Отсюда,

Каждая ядерная реакция характеризуется своим эффективным сечением.

Отсюда следует, чем более вероятен процесс, тем больше его эффективность и поперечное сечение. Эффективные сечения ядерных реакций имеют значения от 10^-22 до 10^-44м².

Эффективное сечение реакции лишь по названию и размерности напоминает геометрическое сечение ядра. Фактически же - это условная величина, определяющая вероятность ядерной реакции при данных условиях.

Число нейтронов, проходящих через единицу объема в единицу времени, называется нейтронным потоком Ф.

Скорость любой нейтронной реакции можно выразить через произведение полного потока нейтронов на макроскопическое сечение:

.

Кроме понятия выхода реакции, существует понятие плотность потока (или поток), обозначается Ф и представляет собой число частиц N , падающих на 1м² площади S в единицу времени t(с) - ( ):

Ф = (6.5)

Классификация ядерных реакций

В зависимости от природы бомбардирующей частицы и частицы, выбиваемой из ядра, ядерные реакции делят на типы. Так, говорят об (a,р)-реакции, (a,n)-реакции и т.д.

Сводка некоторых основных типов ядерных реакций представлена в таблице

Таблица. Основные типы ядерных реакций

Частицы, вызывающие ядерные реакции	Частицы, получающиеся в результате ядерных реакций
a	t	d	p	n	g
a	(a, a)	(a, t)	(a, d)	(a, p)	(a, n)	(a, g)
t	(t, a)	(t, t)	(t, d)	(t, p)	(t, n)	(t, g)
d	(d, a)	(d, t)	(d, d)	(d, p)	(d, n)	(d, g)
p	(p, a)	(p, t)	(p, d)	(p, p)	(p, n)	(p, g)
n	(n, a)	(n, t)	(n, d)	(n, p)	(n, n)	(n, g)
g	(g, a)	(g, t)	(g, d)	(g, p)	(g, n)	(g, g)