Теория атомных столкновений - Мотт Н.
Скачать (прямая ссылка):
величины R для ограниченного числа заданных значений углов1). Резонансные
эффекты обна-. руживаются при этом в виде максимумов интенсивности
рассеяния, появляющихся при изменении энергии. Вблизи резонансного уровня
с квантовым числом I величина R может быть определена
Энергия а.-частицы (в Мэв)
Фиг. 62. Фазовые углы, полученные на основании анализа аномального
рассеяния а-частиц в гелии.
ко (г) и *о (s)-две компоненты *о> отвечающие
соответственно резонансному уровню Ве8 н потенциальному рассеянию.
*) См., например, [68,69].
376
ГЛ. ХШ. ЯДЕРНЫЕ СТОЛКНОВЕНИЯ
формулой вида
(13.41)
где
р = 2 (21 +1) a-1 sin2 Рг (cos 6),
" '
(13.42)
a aev' характеризует долю рассеяния, соответствующую фону. Если
пренебречь относительно медленным изменением этого фона рассеяния с
энергией, то максимальное и минимальное значения R вблизи резонансного
уровня даются выражениями
Фиг. 63 иллюстрирует изменение В при прохождении через резонансный
уровень. В том случае, когда измерения производятся под большими углами,
так что р велико, максимум R имеет место при энергии, очень близкой к
резонансной, минимум же-
измерениям такого рода можно определить резонансные уровни; найти момент
количества движения, отвечающий рассматриваемому уровню, однако,
значительно труднее в связи с трудностью определения величины р по
формуле (13.43). Последняя обусловлена тем, что недостаточная разрешающая
способность часто не позволяет фиксировать минимум сечения. На фиг. 64
приведены результаты, полученные Фергюсоном и Уолкером [69] для рассеяния
на 157° в кислороде. Здесь ясно видны два резонансных уровня-при 6,5 и
5,5 Мэв. Эти уровни соответствуют возбужденным состояниям ядра Ne20,
лежащим на 10,1 и 9,0 Мэв выше основного состояния; они наблюдались также
Бонером [70] при изучении реакции
Аналогичные измерения для углерода обнаружили существование уровней,
соответствующих возбужденным состояниям О г расположенным на 11,4, 11,1 и
10,6 Мэв выше основного состояния. Для изучения этих явлений необходимы
дальнейшие исследования в широком интервале значений энергий и углов
рассеяния.
Яма2кс. = [ а2 - ар Sin (а - $) 4- -1 р2 j /2 +4 р, Ямин. = [я2 -"Psin(°
-?)+4?2] /2~yP>
1макс. -
так что
(13.43)
при энергии, меньшей резонансной на Гр sec (а - I) а. По
Н2 -f- F19 -> Ne20 + п1.
(13.44)
s 2. РЕЗОНАНСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ ЯДЕРНЫХ СТОЛКНОВЕНИЯХ 377
В случае столкновений, при которых ядра не обладают нулевым спином, общая
формула носит более сложный характер. Анализ резонансных эффектов,
однако, значительно упрощается, если пренебречь потенциальным рассеянием
при условии, что величина R в точке резонанса значительно больше единицы.
Наиболее интересные исследования такого рода относятся к рассеянию
нейтронов или же протонов. Штауб и Стефенс [711
Кинетическая энергия Относительного движения
Фиг. 63.
Фиг. 64. Аномальное рассеяние на 157э а-частиц в кислороде,
свидетельствующее о наличии двух резонансных уровней Ne20.
наблюдали резонансный максимум при рассеянии нейтронов с энергиями 1 Мэе
ядрами гелия. Позднее Штауб и Тейтель [72] установили, что этот
резонансный уровень представляет собой дублет с шириной 0,4 Мэе. Величина
измеренного сечения свидетельствует о том, что нейтроны обладают в этом
случае моментом количества движения, равным единице. Если это так, то
наблюдаемые резонансные уровни являются уровнями Р1/2 и Р312 дублета Не(r).
Этот результат был подтвержден в дальнейшем Уилером и Баршаллом [73] на
основании экспериментальных данных, полученных Баршаллом и Канером
[74]1). Резонансный уровень наблюдался также при рассеянии протонов в
гелии [76]; он является, повидимому, P-уровнем Li(r), хотя ширина его
слишком велика, чтобы он мог быть разрешен на дублеты.
До сих пор предполагалось, что парциальная ширина уровня для упругого
рассеяния Гр практически равна полной ширине резонансного уровня Г. Если
это не так, то выражение (13.43),
>) См., однако, [75J.
.378 ГЛ. XIII. ЯДЕРНЫЕ СТОЛКНОВЕНИЯ
"определяющее р, должно содержать множитель Гр/Г, наличие которого
соответствует ослаблению резонансного эффекта. Такой случай имеет место
при рассеянии тяжелыми ядрами, когда ¦существенными являются неупругие
столкновения. Это означает также, что при упругом рассеянии дейтронов,
которые благодаря своей большой внутренней энергии обычно при соударении
вызывают распад ядра, резонансные эффекты должны быть очень слабыми.
Эти соображения были учтены Крейтцем [77], исследовавшим рассеяние
протонов в литии и наблюдавшим резонансный уровень, соответствующий
процессу радиационного' захвата [см. (13.29)]. Величина наблюденного
Крейтцем эффекта показывает, что Гр/ Г-порядка единицы. Отсюда можно
сделать заключение о том, что образующееся составное ядро Be8 едва ли
распадается с испусканием а-частицы; это заключение находится в согласии
с выводами, сделанными нами в § 2.
Испускание частиц легкими ядрами, сопровождающее захват медленных
нейтронов. Известны две реакции, при которых захват медленных нейтронов
