Рассеяние быстрых нейтронов

Для характеристики размера ядра используется понятие среднеквад-ратичного электрического радиуса, в котором учитывается распределение плотности ядерного вещества. Если считать, что ядро представляет собой сферу однородной плотности, то ее радиус будетопределяться следующим образом: , где r-область действия ядерных сил, выраженных в единицах Ферми.

В данном случае исследуется столкновение пучка частиц с мишенью, что дает возможность определения радиуса ядра. Мишень настолько тонкая, что ядра не перекрывают друг друга. В данном процессе появляется новый параметр, характеризующий столкновение падающих частиц падающих частиц с ядрами мишени.

Физический смысл этого параметра: - вероятность взаимодействия, называемое сечением данного процесса. Что же такое ?

Пусть N – поток нейтронов, падающих на см² мишени, - есть отношение провзаимодействовавших нейтронов к падающему числу нейтронов , где dN - число столкновений, δ – толщина пластинки, n – количество ядер в пластинке, следовательно, число провзаимодействовавших частиц равно:

т.е. относительной доле площади мишени. А такая площадь может быть представлена, как геометрическое поперечное сечение:

Для такого приравнивания нужно:

1. чтобы длина дебройлевской волны падающей частицы была значительно меньше радиуса ядра ;

2. чтобы каждый нейтрон взаимодействовал с ядром. Следовательно, нейтроны должны обладать небольшой энергией. Эксперимент показывает, что Е_н ~20Мэв (<50Мэв). Поэтому из соотношения πR²=σ, зная σ, можно определить радиус ядра. Для свинца , для железа . Если считать, что ядро представляет сферу однородной плотности, то ее радиус R=r₀A^1/3٠10^-13cм. Этим методом получили R=(1,2 – 1,3)A^1/3٠10^-13cм.

В случае энергии надо вводить поправку на частичное прохождение быстрых нейтронов сквозь ядро. И тогда R=(1,3 – 1,4)A^1/3٠10^-13cм.

Рассеяние – частиц.

Известно, что ядра с самопроизвольно испускают – частицы по следующей схеме: . Для радиоактивных ядер получено полуэмпирическое соотношение, которое связывает время жизни и энергию – частицы: lgτ+AlgE_α=B. Это соотношение называется соотношением Гейгера – Нэттола. Такая зависимость между E_α и τ объяснялась необходимостью для – частицы пройти некоторый потенциальный барьер прежде чем выйти из ядра.

Вероятность прохождения – частицы через барьер с энергией Е пропорциональна коэффициенту прозрачности барьера W, которая имеет вид:

Схему прохождения – частицы можно представить в виде

Данная формула позволяет определить радиус ядра. Для точного определения радиуса ядра необходимо ввести поправку на радиус самой – частицы, т.к. мы предполагаем что – частица находится внутри ядра. Распределение вещества в процессе – распада в ядре меняется, поэтому данный метод дает небольшую точность