Теория атомных столкновений - Мотт Н.
Скачать (прямая ссылка):
роли фаз более высокого порядка. Так же, как и в случае столкновений
нейтронов с протонами, существенно определить знак фазы хц поскольку он
зависит от того, носят ли силы взаимодействия обменный характер.
3. Упругое рассеяние нейтронов и протонов дейтронами.
Единственными более сложными вопросами теории упругого рассеяния
нуклонов, которые поддаются детальному математическому исследованию,
являются вопросы, связанные с взаимодействием нейтронов или протонов с
дейтронами. Даже в этом
5
г
у
>?
\
0 2 4 6 8 10 12 14
Энергия протона (в Мэе)
§ 2. РЕЗОНАНСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ ЯДЕРНЫХ СТОЛКНОВЕНИЯХ 357
случае задача является чрезвычайно сложной, причем довольно трудно
оценить степень точности получаемых при ее решении результатов. Наиболее
подробные расчеты этого типа были произведены Букингемом и Месси [16] *).
Эти авторы предположили, что взаимодействие между ядрами в основном может
быть охарактеризовано функцией вида
У(г)= -Се-Ы*,
где С - 242 тс2 и а =1,73 • 10~13 см (см. фиг. 57 и 58), которая связана
с оператором либо обычного, либо обменного типа. Применение этой функции
приводит к хорошему согласию [19] с экспериментальным значением энергии
связи Н3. При таком выборе взаимодействия задача о рассеянии была решена
в том же приближении, что и исследованная Морзе и Элиссом задача о
рассеянии медленных электронов атомами гелия с учетом обмена (гл. X, §
6). При этом было получено хорошее согласие с наблюдаемыми значениями
[20] интенсивности и углового распределения рассеянных протонов с
исходной энергией 1,85 Мае [16], в особенности для взаимодействия
обменного типа. При этих значениях энергий аномальное (некулоново)
рассеяние велико и зависит как от фазы х0, так и от фазы хх. Для
нейтронов с энергиями от тепловой до 7 Мэе предположение о наличии
обменных сил [21] также приводит к вполне удовлетворительному согласию с
наблюдаемыми значениями полного сечения, в особенности если учесть
недостаточную точность экспериментальных данных.
В заключение следует указать, что точность излагаемой теории вызывает
сомнения главным образом в отношении учета роли поляризационных эффектов,
обусловленных деформацией дейтрона падающей частицей. Поскольку волновая
функция '^(Гх -г2, Гх - г3), используемая для описания рассеяния,
симметрична по отношению к координатам Гх, г2, г3 всех трех частиц, она
должна содержать функции ср (гх - г2), характеризующие возбужденные
состояния дейтрона. Роль членов, которые при,этом остаются неучтенными,
пока еще не вполне ясна.
§ 2. Резонансные явления при ядерных столкновениях с участием многих тел
Рассмотрим теперь явления, для которых приближение одной частицы уже
непригодно. Сюда относятся все ядерные столкновения, за исключением
столкновений между наиболее легкими ядрами. В этих случаях следует
применять метод комплекса сталкивающихся частиц, или метод составного
ядра. В гл. VIII
х) В случае рассеивания высоких энергий см. [17, 18],
358
ГЛ. XIII. ЯДЕРНЫЕ СТОЛКНОВЕНИЯ
мы различали два существенных случая: случай, когда расстояние между
уровнями комплекса больше ширины самих уровней, и случай перекрывающихся
уровней. Возникновения резонансных аффектов можно ожидать только в первом
случае. Изучение этих явлений дает возможность не только проверить
правильность теоретических соображений, но также получить ценные сведения
о системе энергетических уровней сильно возбужденных ядер и относительной
роли различных процессов, влияющих на ширину уровней. В тех случаях,
когда уровни перекрываются, столь подробных данных получить нельзя. Для
иллюстрации этого метода рассмотрим прежде всего некоторые резонансные
реакции. Резонансные явления, связанные с тяжелыми и средними ядрами,
исследовались почти исключительно путем бомбардировки этих ядер
медленными нейтронами. В этом случае расстояние между уровнями при данном
значении энергии возбуждения значительно меньше, нежели в случае легких
ядер (см. п. 1). Поэтому, для того чтобы рассеяние между уровнями
оставалось большим, нежели их ширина, необходимо, чтобы степень
возбуждения ядер была по возможности малой. Это заставляет нас
ограничиться исследованием медленных частиц. Поэтому из рассмотрения
исключаются также и заряженные частицы ввиду их неспособности преодолеть
высокий потенциальный барьер.
С другой стороны, резонансные явления в легких ядрах изучались обычно с
помощью заряженных частиц. Это объясняется тем, что в случае легких ядер
расстояния между уровнями относительно велики (см. п. 1), в связи с чем
потребовались бы нейтроны с энергиями порядка 103 - 106 эв. Источники
нейтронов, обладающих такими энергиями, появились лишь в последнее время,
тогда как источники заряженных частиц, например протонов и а-частиц, с
такой же энергией известны уже в течений ряда лет. В случае легких ядер
потенциальный барьер кулоновых сил достаточно низок для того, чтобы такие
