Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
РАДИАЦИОННЫЙ ЗАХВАТ

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.

Р. з. 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 Р. з. быстрых нейтронов становятся существенными нейтроны с l1. Однако усреднённое сечение убывает с ростом энергии за счёт уменьшения l.

С увеличением массового числа А ядра сечение Р. з. 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.

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

Р. з. протонов препятствует кулоноеский барьер ядра. С увеличением энергии протона прозрачность 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.

Лит. см. при ст. Ядерные реакции.. Л. В. Пикелънер.