ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2021
Просмотров: 1280
Скачиваний: 1
Пример
Пример
Вычислить
порог
реакции
14
17
N
O
p
α
+ →
+
в
двух
случаях
,
если
налетающей
частицей
является
:
1)
α
-
частица
,
2)
ядро
14
N.
Энергия
реакции
1,18
Q
=
МэВ
.
Объяснить
результат
.
Вычислим
порог
,
воспользовавшись
выражением
пор
1
a
A
m
T
Q
m
⎛
⎞
≅
+
⎜
⎟
⎝
⎠
:
1)
пор
1,18 (1 4 /14) 1,52
T
=
⋅ +
=
МэВ
,
2)
пор
1,18 (1 14 / 4) 5,31
T
=
⋅ +
=
МэВ
.
В
первом
случае
на
движение
центра
инерции
«
бесполезно
»
тратится
(4 /14)
Q
,
во
втором
—
(14 / 4)
Q
,
таким
образом
порог
реакции
во
втором
случае
выше
в
3,5
раза
.
Законы
Законы
сохранения
сохранения
момента
момента
количества
количества
движения
движения
J
J
и
и
четности
четности
P
P
Сохранение
момента
количества
движения
J
в
реакции
A
(
a
,
b
)
B
:
B
A
A
B
a
a
b
b
J
J
l
J
J
l
+
+
=
+
+
,
J
−
спины
участвующих
в
реакции
частиц
и
ядер
,
l
−
их
относительные
орбитальные
моменты
количества
движения
.
Если
налетающей
частицей
является
фотон
,
то
в
левой
части
соотношения
слагаемое
относительного
углового
момента
A
l
γ
отсутствует
,
так
как
этот
момент
автоматически
учитывается
мультипольностью
фотона
.
Это
же
справедливо
и
для
правой
части
соотношения
,
если
реакция
завершается
вылетом
фотона
.
Сохранение
чётности
( 1)
( 1)
A
B
B
A
a
b
a
b
l
l
P P
P P
=
−
−
.
В
ядерных
реакциях
происходящих
за
счет
слабых
взаимодействий
чётность
не
сохраняется
.
Пример
Пример
Показать
,
что
в
реакции
19
F(p,
α
)
16
O,
идущей
через
возбуждённое
1
+
состояние
промежуточного
ядра
20
Ne
не
образуются
состояния
0
P
J
+
=
ядра
16
O.
Реакция
происходит
в
две
стадии
в
результате
сильного
взаимодействия
.
p +
F
19
9
⎯→
⎯
1
Ne
20
10
*(1
+
)
⎯→
⎯
2
He
4
2
+
O
16
8
(3
−
).
Из
закона
сохранения
углового
момента
для
2-
й
стадии
e
N
J
=
16
O
J
+
α
J
+
l
,
где
α
J
=
0
,
16
O
J
=
3
,
e
N
J
=
1
.
Для
орбитального
момента
l
относительного
движения
ядра
16
O
и
α
-
частицы
1
=
3
+
l
(l = 2, 3, 4).
Из
закона
сохранения
чётности
Ne
P
=
16
( 1)
О
l
P P
α
−
,
или
+
1
=
(
+
1)(
−
1)
l
)
1
(
−
.
В
откуда
остаётся
лишь
l = 3.
Переход
в
основное
и
первое
возбуждённое
состояния
16
O
(
0 )
P
J
+
=
невозможен
,
так
как
в
этих
случаях
1
=
0
+
0
+
l
(l = 1).
В
этом
случае
не
выполняется
закон
сохранения
чётности
:
+
1
≠
(
+
1)(
+
1)
1
)
1
(
=
−
l
=
−
1.
Отношение
вероятностей
переходов
1
+
⎯→
⎯
α
0
+
и
1
+
⎯→
⎯
α
3
−
меньше
3
⋅
10
−
13
,
что
является
хорошим
подтверждением
справедливости
закона
сохранения
чётности
в
сильных
взаимодействиях
.
Закон
Закон
сохранения
сохранения
изоспина
изоспина
I
I
Изотопический
спин
—
квантовое
число
,
отражающее
свойство
изотопической
инвариантности
сильного
взаимодействия
.
С
точки
зрения
сильного
взаимодействия
протон
и
нейтрон
являются
одинаковыми
частицами
.
Поэтому
считается
,
что
нуклон
имеет
изоспин
1/ 2
I
=
.
Проекция
изоспина
1/ 2
Z
I
= +
соответствует
протону
,
1/ 2
Z
I
= −
соответствует
нейтрону
.
Изоспин
c
охраняется
в
сильных
взаимодействиях
.
Проекция
изоспина
3
I
сохраняется
в
сильном
и
электромагнитном
взаимодействиях
.
Законы
сохранения
изоспина
I
и
его
проекции
3
I
в
реакции
a A
b B
+ → +
A
B
a
b
I
I
I
I
+
=
+
,
( ) ( ) ( ) ( )
3
3
3
3
a
A
b
B
I
I
I
I
+
=
+
Сохранение
изоспина
в
сильных
взаимодействиях
позволяет
рассчитывать
сечения
реакций
и
предсказывать
структуру
ядерных
уровней
.
Пример
Пример
Показать
,
что
в
реакции
неупругого
рассеяния
дейтронов
на
ядре
10
5
B
,
идущей
за
счет
сильного
взаимодействия
,
невозможно
возбуждение
уровней
этого
ядра
с
изоспином
1
I
=
.
Реакция
10
10
*
5
5
B
B
d
d
+
→ +
.
Дейтрон
и
10
5
B
—
это
ядра
с
N
Z
=
.
Поэтому
для
них
3
(
) / 2 0
I
Z N
=
−
=
и
изоспин
основного
состояния
gs
I
,
определяемый
правилом
3
gs
I
I
=
,
для
каждого
из
этих
ядер
тоже
равен
нулю
3
0
gs
I
I
=
=
. C
охранение
изоспина
возможно
лишь
,
если
изоспин
конечного
возбужденного
ядра
10
*
5
B
также
равен
нулю
10
*
5
( B ) 0
I
=
.