Глоссарий по физике

Радиационный захват

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 энергиейв 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. Множительв (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 l1. Однако усреднённое сечение убывает с ростом энергииза 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 увеличениемдо 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. Энергиядана 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

1. Вайскопф В., Статистическая теория ядерных реакций, пер. с англ., М., 1952;
2. Лейн А., Томаc Р., Теория ядерных реакций при низких энергиях, пер. с англ., М., 1960;
3. Ситенко А. Г., Теория ядерных реакций, М., 1983;
4. Валантэн Л., Субатомная физика: ядра и частицы, пер. с франц., т. 2, М., 1-986;
5. Батлер С., Ядерные реакции срыва, пер. с англ., М., 1960;
6. Шапиро И. С., Теория прямых ядерных реакций, М., 1963;
7. Шапиро И. С., Некоторые вопросы теории ядерных реакций при высоких энергиях, "УФН", 1967, т. 92, в. 4, с. 549;
8. Колыбасов В. М., Лексин Г. А., Шапиро И. С., Механизм прямых реакций при высоких энергиях, "УФН", 1974, т. 113, в. 2, с. 239.

Л. В. Пикельнер