Радиационный захват. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Радиационный захват - ядерная реакция, в к-рой налетающая частица захватывается ядром-мишенью, а энергия возбуждения образующегося составного ядра излучается в виде g-квантов (иногда - конверсионных электронов; см. Конверсия внутренняя ).Р. з.- преобладающий процесс взаимодействия с ядрами для нейтронов, для др. частиц он играет существенно меньшую роль.

Радиационный захват медленных нейтронов с энергией

в осн. идёт через резонансное образование состояний составного (компаунд) ядра при l = 0 (см. Нейтронная спектроскопия ).Сечение Р. з. s_g описывается Брейта -Вагнера формулой

Здесь Г - полная ширина нейтронного резонанса,

- нейтронная и радиац. ширины нейтронного резонанса,

- кинетич. энергия нейтрона в максимуме резонанса, l - длина волны нейтрона, g - т. н. спиновый фактор, зависящий от спиновых состояний исходного и составного ядер. Для тепловых нейтронов Р. з. обусловлен вкладом ближайших состояний составного ядра, в т. ч. состояний с энергией меньше энергии связи нейтрона. Сечение Р. з. тепловых нейтронов

где

Суммирование ведётся по всем резонансам (i), приближение справедливо при

Г. Множитель

в (2) обусловливает т. н. закон 1/u в сечении Р. з. медленных нейтронов. Для ядер, у к-рых имеется резонанс цри низкой энергии нейтронов (

0,3 эВ), сечение велико и достигает 10⁴-10⁵ барн (напр., у ¹¹³Cd 2·10⁴, у ¹⁵⁷Gd 2,5·10⁵). Для радиационного захвата быстрых нейтронов становятся существенными нейтроны с l

1. Однако усреднённое сечение убывает с ростом энергии

за счёт уменьшения l.

С увеличением массового числа А ядра сечение радиационного захвата возрастает. Для

= 1 МэВ

(А = 50-100) ж 3 - 10 миллибары;

(А = 150-240) ! 80-200 милибарн. С увеличением

до 5МэВ сечение s_g уменьшается примерно в 5 раз. Приведённые значения s_g являются приближёнными, т. к. s_g меняется в неск. раз при переходе от ядра к ядру.

При захвате нейтрона образовавшееся составное ядро возбуждено до энергии

где

! 6-8 МэВ - энергия связи нейтрона в ядре. Возбуждение у большинства тяжёлых и средних ядер снимается за счёт испускания каскада g-квантов, имеющих сложный спектр из-за разнообразия переходов между уровнями ядра ниже

(рис.). Лёгкие и магические ядра имеют меньшую плотность уровней, а потому и более простой g-спектр. Измерение g-спектра позволяет получить информацию о возбуждённых состояниях ядра.

Радиационный захват нейтронов приводит к образованию ядер с массовым числом А + 1. Это используется для получения радионуклидов. Напр., g-источник ⁶⁰Со образуется при нейтронном облучении в ядерном реакторе природного ⁵⁹Со. Р. з. используется для детектирования нейтронов (см. Нейтронные детекторы).

Радиационный захват протонов препятствует кулоноеский барьер ядра. С увеличением энергии протонапрозрачность барьера

возрастает и Р. з. протонов становится

Аппаратурный спектр g-квантов радиационного захвата ¹¹³Cd (n, v)¹¹⁴Cd. Энергия

дана в МэВ.

заметным. Увеличение А сопровождается уменьшением

, и сечение Р. з. падает. Для налетающих частиц с зарядом Z > 1 Р. з. практически не наблюдается.

Литература по радиационному захвату

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.