Теория атомных столкновений - Мотт Н.
Скачать (прямая ссылка):
порядка 7 - 10 эв:
Расстояние между уровнями для средних и тяжелых
ядер 5 -10 эв
Радиационная ширина уровня 0,12 "
Ширина уровня, соответствующая вылету нейтрона
(для ядер с массовым числом-^ 100) 1,4 Er2-10~3 "
3. Резонансные явления в легких ядрах. Резонансные столкновения с
нейтронами средней энергии. Как уже указывалось выше, изучение
резонансных явлений, связанных со столкновениями нейтронов с легкими
ядрами, еще только начинается. Расстояния между уровнями в таких ядрах -
величины порядка
I 2. РЕЗОНАНСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ ЯДЕРНЫХ СТОЛКНОВЕНИЯХ
369
десятков киловольт, а источники нейтронов, обладающих такими значениями
энергии, только сейчас становятся доступными. Наиболее подробным
исследованием в этой области, известным в настоящее время, является
работа Сигондоллара и Баршалла [49]1), измеривших полное сечение алюминия
для нейтронов с энергиями от 10 до 1000 кэв. При этом было обнаружено
десять резонансных уровней, что соответствует средним расстояниям между
ними порядка 100 кэв при энергии возбуждения 9 Мэе. Для нейтронов с
энергией 155 кэв ширина уровня лежит в интервале между 16 и 35 кэв. Эта
ширина почти полностью обусловлена упругим рассеянием, так как
радиационная ширина вряд ли превышает несколько электрон-вольт. Для
сравнения с нейтронной шириной уровней средних и тяжелых ядер можно
воспользоваться соотношением
Г(ЕХ) SEl'\1l2
(i)'
где Г (Еу) и Г (Е2) представляют собой соответственно значения нейтронной
ширины уровней при энергиях нейтрона Ех и Ег. Наблюдаемая ширина уровня
алюминия, приведенная к энергии нейтрона 1 эв, лежит между 40 и 80 эв.
Эта величина больше чем в 10 раз превышает соответствующую ширину уровня
для кадмия, что лишний раз свидетельствует о том, что ширина уровня
быстро возрастает по мере уменьшения числа степени свободы ядра.
Радиационный захват протонов. Одночленная формула дает в этом случае для
сечения радиационного захвата
& = 2F ГГГР 1 О ± ТО) ' (13'26>
(Е - Еяу + Г2 V +
где Гр - парциальная ширина уровня, соответствующая повторному испусканию
протонов с их первоначальной энергией. Если предполагается, что
вероятность распада составного ядра с испусканием протонов или других
частиц, обладающих энергией, меньшей исходной, мала, то Г = Гг + Гр.
Формула, определяющая ширину протонного уровня Гр, содержит множитель,
представляющий собой вероятность проникновения протона через кулонов
потенциальный барьер, и может быть записана в виде (см. гл. III, § 5)
г^-Ч1Гг?, (1з-27>
где Гр -ширина уровня в отсутствие барьера или энергии, равной
резонансной энергии Er. Первый множитель представляет собой
*) См. также [50]. 24 н. Мотт и Г. Месси
370
ГЛ. XIII. ЯДЕРНЫЕ СТОЛКНОВЕНИЯ
вероятность проникновения протонов с энергией Е через барьер. Эта
вероятность определяется формулой (3.36).
Как и в случае медленных нейтронов, мы будем предполагать, что
эффективными являются только протоны, момент количества движения которых
равен нулю.
Для легких ядер Гр значительно больше, нежели Гг. Радиационный захват
приобретает более существенную роль, чем упругое рассеяние, только при
таких малых значениях энергии, когда е~р очень мало. Во всех остальных
случаях можно считать, что ГР~ Г.
О захвате протонов имеется значительно меньше экспериментальных данных,
чем о поглощении медленных нейтронов. Большая часть исследований
предпринималась до сих пор прежде всего для измерения резонансных
энергий; в некоторых случаях была определена также полная (эффективная
протонная) ширина и интегральный выход по всему резонансному уровню.
Последний определяется формулой вида
<13-28>
Наиболее тщательно исследована, повидимому, реакция захвата протона Li7
[51, 52]:
Li' + H1 Be8* Ве8 + у. (13.29)
В этом случае резонансный уровень наблюдается при энергии протона в 440
кэв, а ширина этого уровня составляет 11 кэв. Из данных об интегральном
выходе следует, что Гг равно при этом 4 эв, если мы положим в формуле
(13.28) s- 3/2 и выберем в ней отрицательный знак. В этом случае е~р =
1/3,5, так что величина порядка 40 кэв. Это значение может быть приведено
к значению ширины уровня при энергии 1 эв, если мы умножим Гр на (4,4-
105)_1/2. Это дает 60 эв, тогда как нейтронная ширина уровня в случае
средних и тяжелых ядер составляет 10~4 эв и в случае алюминия-40-80 эв.
Резонансный уровень составного ядра Be8 также был исследован путем
изучения упругого рассеяния протонов литием (см. ниже). Поскольку
известно, что Be8 легко распадается на две а-частицы [53], казалось бы,
не следует пренебрегать расширением уровня, отвечающим возможности такого
распада. В действительности, однако, ожидаемая ширина уровня,
обусловленная а-распадом, значительно превышает наблюдаемую полную
ширину; повидимому, в силу правил отбора, процесс а-распада в этом случае
оказывается запрещенным. Это могло иметь место, если бы уровень
составного ядра Be8, образовавшегося в результате захвата протона, был
нечетным, или же если бы ему отвечало нечетное значение полного момента
