Кулоновский барьер

Вокруг ядра имеется мощный электрический (кулоновский) барьер, который препятствует положительно заряженным частицам (протонам, дейтронам и др.) проникать в сферу действия ядерных сил. Например, для того чтобы протон мог проникнуть в ядро атома свинца, х)н должен обладать энергией не ниже 10 Мэе. Вот почему ядерные реакции с незаряженными частицами (нейтронами) вообще осуществляются легче, чем с заряженными. [c.373]

Если бы ядерные частицы подчинялись законам классической механики, то они могли бы преодолеть кулоновский барьер атомных ядер только при энергиях порядка нескольких мегаэлектронвольт. Но поскольку они подчиняются законам квантовой механики, они могут как бы проныривать кулоновский барьер (см. рис. 7), и таким образом сближение ядра и частицы происходит при более низких энергиях. Это прохождение частиц через потенциальный барьер называют [c.103]

Непосредственно сам акт ядерного, превращения имеет место в стадии его возбуждения, когда ядро содержит определенный избыток внутренней энергии . Здесь ядерная реакция протекает достаточно эффективно. В этих условиях действие кулоновского барьера также ослабевает, и тем сильнее, чем в большей степени возбуждено ядро. [c.373]

Для а-частиц кулоновский барьер у тяжелых адер достигает 25 МэВ. Равновероятны Я. р. (сх, и) и (ос, р). Продукты Я. р. (а,- п) обычно Р-радиоактивны, для Я. р. (а, р) - обычно стабильные адра. [c.515]

При определенных комбинациях первичных частиц, атомов мишени и достаточно высоких энергий для того, чтобы преодолеть кулоновский барьер ядер (обычно несколько мегаэлектронвольт), можно создать условия для протекания ядерных реакций. Детектирование частиц, испускаемых в процессе распада нестабильных ядер, лежит в основе анализа с помощью ядерных ре- [c.347]

Для заряженных частиц ход зависимости сечения реакции от энергии бомбардирующих частиц имеет общий характер (рис. 22). При низкой энергии бомбардирующих частиц кулоновский барьер препятствует их проникновению в ядро, и сечение мало. С ростом энергии частиц кулоновский барьер становится все более проницаемым и соответственно увеличивается сечение, достигая максимума при энергии частиц, примерно равной величине потенциального барьера. При дальнейшем увеличении энергии частиц сечение данной реакции уменьшается из-за [c.99]

Так, для альфа-частиц высота кулоновского барьера в углероде составляет около 3 Мэе, в меди —10 Мэе и в свинце— 22 Мэе. Нейтроны не имеют заряда, и поэтому для них не существует кулоновского барьера ядра. Они могут проникать в него при любых малых энергиях. Этим фактом объясняется большая эффективность ядерных реакций с нейтронами. Та минимальная энергия бомбардирующей частицы, ниже которой ядерная реакция уже не может протекать, называется порогом реакции. Обычно порог ядерных реакций с заряженными частицами составляет несколько мегаэлектронвольт. [c.29]

Ранее бьшо показано, что нейтроны, образующиеся в ядерном реакторе за счет деления ядер урана, дают возможность осуществлять последовательный синтез всех трансурановых элементов от нептуния до фермия. Об этом свидетельствует цепочка ядерных реакций, приведенная на рис. 30. Такие реакции в принципе могут быть осуществлены во всех областях ядер и с нейтронами любых энергий, ибо в процессе присоединения нейтронов кулоновский барьер ядра ке играет никакой роли. [c.123]

В отличие от нейтрона тяжелая заряженная частица, попадая в ядро, вносит в него свой электрический заряд и тем самым непосредственно изменяет значение 2. Однако, поскольку на пути таких реакций стоит кулоновский барьер, многозарядные ионы приходится ускорять до нескольких десятков и сотен МэВ. Из-за большой энергии возбуждения получающийся нуклид имеет заряд и массу меньшие, чем суммы масс и зарядов ядра-мишени и ускоренного многозарядного иона [c.232]

Для избирательного определения легких элементов применяют ионы Не небольшой энергии. Например, ядра Не с энергией 8 Мэе (пробег в алюминии 14 мг см ) способны производить ядерные реакции только на элементах с 2<20, так как уже у Са (Z = 20) кулоновский барьер равен примерно 8 Мэе. [c.111]

Отсутствие стабильных ядер с атомными номерами 5 и 8, а также играющие теперь существенную роль кулоновские барьеры тормозят образование элементов с Л = 7 и сильно подавляют формирование более тяжёлых изо- [c.59]

Минимальная энергия возбуждения реализуется при пороговой энергии реакции слияния, соответствующей в первом приближении кулоновскому барьеру Е " = Вс — Q В случае тяжёлых ядер мишени Бс 5 МэВ/н. [c.47]

В отличие от (п, 7)-реакций, где энергия возбуждения ядра составляет около 6 8 МэВ, в реакциях слияния, вызываемых даже такими лёгкими ионами как Не, Е " 20 МэВ. С увеличением массы налетающей частицы энергия возбуждения компаунд-ядра будет расти вследствие увеличения кулоновского барьера. Девозбуждение горячего ядра, т. е. переход его в основное состояние Ех = 0), будет протекать в основном через эмиссию нейтронов и гамма-лучей. [c.47]

Из-за значительного дефекта масс в дважды магическом ядре Са энергия возбуждения компаунд-ядра на кулоновском барьере составляет около 30 МэВ. Охлаждение ядра будет происходить через эмиссию трёх нейтронов [c.51]

Рис. 15.3.1. Реалистический [65] (кривая 1) и чисто кулоновский (кривая 2) потенциальные барьеры в системе О + Радиус канала для кулоновского барьера а = 4,3 фм

Реакция (16.1.2а) в термоядерных реакторах становится заметной при температурах D/T смеси 5 10 К, т.е. при энергиях 7 5 кэВ столкновения ядер d и t. При таких энергиях вероятность преодоления кулоновского барьера отталкивания между ядрами уже достаточно высока (см. рис. 16.2.1,6) и скорость ядерной реакции достаточна для само-поддерживающейся реакции синтеза. [c.253]

Индустрия изотопов. В настоящее время изотопы различных элементов во множестве изготовляют искусственно. Эта работа приобрела промышленные масштабы. Здесь широко используют соответствующие ядерные реакции. Чаще всего применяют облучение исходного вещества мощным потоком нейтронов (около 10- частиц на 1 см облучаемой поверхности прн энергии не ниже 10 МэВ/частица). Подобные реакции эффективны, так как нейтрон — частица электронейтральная и легче других частиц преодолевает сильный электрический (кулоновский) барьер, существующий вокруг исходных ядер мишени. Сюда относятся реакции типа (п, а), (п, р), (п, у). [c.21]

Изучение угловой корреляции а-частиц и протонов с направлением вылета многозарядной частицы (преимущественно перпендикулярно направлению вылета многозарядной частицы и назад по отношению к направлению движения остаточного ядра) приводит к предположению, что одновременно с многозарядной частицей ядро испускает несколько более легких частиц. Энергия многозарядных частиц, как правило, близка к энергии кулоновского отталкивания. Однако встречаются частицы с импульсом, большим импульса бомбардирующего протона. Это означает, по-видимому, что еще в ядре мишени данная частица обладала некоторой кинетической энергией. Некоторые частицы имеют энергию, меньшую номинального кулоновского барьера. [c.659]

Существует связь между величиной эффективного сечения ядерной реакции и энергией бомбардирующей частицы. При низкой энергии заряженной частицы кулоновский барьер препятствует ее проникновению в ядро, и сечение реакции мало. С ростом энергии бомбардирующих частиц сечение реакции возрастает, достигает максимума при значении энергии, равном примерно величине потенциального барьера ядра. Но дальнейшее увеличение энергии частиц приводит к уменьшению сечения вследствие возникновения конкурирующих ядерных реакций, которые становятся энергетически возможными. Таким образом, если изотоп получен облучением исходного ядра высокоэнергетическими частицами, следует считаться с возможным присутствием в нем посторонних радиоактивных примесей, образующихся в результате протекания побочных ядерных реакций. Например, при облучении ядер протонами возможно одновременное протекание конкурирующих реакций типа р, у), Р, п), р, 2п), Ср, й) и р, а). [c.65]

Особенно интересна реакция d, р), которая называется процессом Оппенгеймера — Филипса. Реакция (с , р), хотя бы из-за наличия кулоновского барьера для. протона, вылетающего из образовавшегося в результате захвата дейтона сложного ядра, должна быть гораздо менее вероятной, чем конкурирующая реакция d, п). В действительности выход реакции (d, р) бывает даже больше реакции d, п), что объясняется следующим образом. Расстояние между иротоном и нейтроном в дейтоне относительно велико — около 3,5-10 см, а энергия связи необычайно мала ( 2 Мэе). Это является причиной сильной поляризации дейтона при приближении к ядру — протон отталкивается ядром, в результате чего сравнительно слабая связь протон — нейтрон разрывается. Нейтрон проникает в ядро, а выделяющаяся при этом его энергия связи в образовавшемся ядре передается протону (некая аналогия явлению внутренней конверсии). Следовательно, образования сложного ядра как промежуточного продукта ядерной реакции здесь не происходит. [c.177]

Испускание заряженных частиц [реакции типа п, р), (п, а) и др.[ происходит главным образом при бомбардировке вещества быстрыми нейтронами. Действительно, поскольку заряженная частица при вылете из ядра преодолевает кулоновский барьер, она должна обладать необходимой кинетической энергией, которую может принести с собой лишь достаточно быстрый нейтрон. Именно этим и объясняется тот факт, что реакции данного типа с участием медленных нейтронов протекают только на ядрах легких элементов (кулоновский барьер достаточно низок ) [c.40]

К пороговым относят также реакции, протекающие с участием заряженных частиц (бомбардирующих или испускаемых), так как им приходится преодолевать кулоновский барьер ядра, величина которого зависит как от заряда 2е облучаемого (конеч- [c.17]

Когда энергия заряженной частицы Ез.ч и , вероятность проникновения через кулоновский барьер равна 1 с другой [c.18]

Прн взаимодействии ускоренных ионов с ядрами элементов протекают многообразные ядерные превращения, специфичные для каждой используемой частицы. Тем не менее все методы активационного анализа на заряженных частицах имеют и общие черты. Прежде всего, следует отметить наличие порога ядерных реакций, протекающих с их участием, который в основном связан с кулоновским барьером. Однако известно, что из-за туннельного эффекта заряженная частица имеет некоторую вероятность проникновения через барьер, которая непрерывно уменьшается с падением энергии частиц. Следовательно, нет какого-то определенного значения энергии, ниже которого проникновение заряженной частицы в ядро полностью исключено. Поэтому, исходя из чисто практических соображений, за порог реакции с участием заряженных частиц принимают такую величину энергии, при которой вероятность туннельного эффекта пренебрежимо мала. Эту величину принято называть эффективным барьером. Связь между кулоновским и эффективным барьерами можно представить соотношением [c.132]

Исследование ядерных реакций под действием дейтронов показало, что реакция (с1, р) имеет обычно более низкий порог, чем остальные реакции. Этот факт обусловлен особым характером взаимодействия дейтронов с ядрами. При приближении к ядру дейтрон попадает в его кулоновское поле, которое, не действуя на нейтрон, отталкивает протон. Так как расстояние между нуклонами в дейтроне велико, то нейтрон может проникнуть в поле действия ядерных сил раньше, чем протон преодолеет кулоновский барьер. При этом происходит развал дейтрона, и если дейтрон имел небольшую энергию, то протон из-за кулоновского отталкивания не сможет проникнуть внутрь ядра. Такой механизм ядерной реакции получил название реакции срыва . [c.144]

Чтобы вызвать ядерные превращения, бомбардирующая частица должна прежде всего проникнуть в ядро мишени, преодолев потенциальный барьер, т. е. область с повышенной потенциальной энергией, которая разделяет области с более низкими знер-гиями. В ядре (рис. 7) потенциальный барьер образуется в результате наложения ядерных сил (выраженных участком МКОС) и кулоновского отталкивания (участок АВ). Высота этого участка, называемого кулоновским барьером, зависит от массового числа атома и природы бомбардирующих частиц. Она может быть определена по формулам [c.28]

Для потенциала отталкивания и малых скоростей А, 1, поэтому г))8( г 2nle- . Множитель ехр ( 2лХ) измеряет проникновение частицы в кулоновский барьер и называется множителем проникновения. [c.530]

Из составного ядра, образованного при поглощении нейтрона, могут испускаться заряженные частицы, если энергия возбуждения составного ядра была достаточна для того, чтобы заряженная частица имела заметную вероятность проникновения через кулоновский барьер. Реакции с испусканием заряженной частицы на медленных нейтронах обычно экзо геомичны, поскольку медленный нейтрон не может сообшить ядру энергию, необходимую для испускания заряженной частицы из ядра. [c.888]

В то время как космическое 3 К излучение даёт информацию о состоянии Вселенной через 10 лет после большого взрыва, распространённость легчайших ядер В, Не и может быть использована для получения информации о Вселенной на значительно более раннем этапе её развития (табл. 3.1.1). Считается, что все остальные тяжёлые элементы были образованы в звёздах. Слияние ядер во время гидростатического горения тяжёлых звёзд — это второй важный процесс образования элементов, в результате которого формируются элементы Периодической системы, вплоть до железа. Однако поскольку среди всех элементов железо обладает наибольшей энергией связи в расчёте на один нуклон (около 8 МэВ/нуклон), образование более тяжёлых элементов в результате слияния ядер становится уже невозможным. Так как в охлаждаюш,ейся Вселенной вследствие увеличения кулоновских барьеров более тяжёлые элементы не могут уже образовываться в достаточном количестве в процессах с участием заряженных частиц, основу третьего механизма составляют реакции захвата нейтронов с последуюш,им -распадом [7, 11. Процесс -распада создаёт предпосылки для увеличения на единицу атомного номера ядра. В этой связи различают, главным образом, в- и г-процессы. Согласно современной точке зрения, формированием самых тяжёлых элементов таким путём происходило во внешних оболочках массивных звёзд на стадии взрыва сверхновых (раздел 3.4). [c.47]

Наблюдаемые распространённости ядер loNe , llNa и l2Mg хорошо согласуются с рассчитанными на основе сгорания С (при Т и 10 К), что подтверждает их углеродное происхождение [62]. Вслед за углеродом по мере возрастания температуры (что необходимо для преодоления кулоновского барьера) начинает перегорать кислорода, главным образом в кремний и серу [c.70]

Для нейтронов не существует кулоновского барьера, препят- твyюцieгo сближению бомбардирующей и бомбардируемой частиц. Таким образом, возможными являются ядерные реакции под действием нейтронов любой, в том числе и тепловой энергии Еп= 1г1 Т). Виды ядерных превращений, вызываемых нейтронами, весьма многообразны. Приведем в качестве лримеров следующие реакции [c.165]

Т. р. связаны с необходимостью сближения реагирующих ядер па расстояние порядка радиуса действия специфич. ядерпых сил, что невозможно без преодоления элсктростатич. сил взаимного отталкивания ядер как одноименно заряженных частиц (т. п. куло-повского потенциального барьера). Поэтому Т. р. MorjfT протекать лишь прп достаточно большой отно-сптельной энергии сталкивающихся ядер (при этом речь. может идти лишь о самых легких ядрах, т. к. у более тяжелых ядер, благодаря их большему заряду, кулоновский барьер слишком высок). Эта энергия может быть сообщена им в результате сильного разогрева в недрах звезд, в атомном взрыве илп в мощном газовом разряде. [c.53]

Обычно наиболее вероятно испускание нейтронов, т. к. кулоновский барьер препятствует вылету из ядра заряженных частиц — продуктов реакции. Испускание протона может оказаться более вероятным лпшь при условии, что энергия связи нейтрона в составном ядре больше энергии связи протона. Ширины и Гй, отвечающие вылету а-частиц и дейтронов, как правило, чрезвычайно малы. Т. о., при больших энергиях возбуждения составного ядра а все вероятности rip, т],, и т. д. малы. Поэтому сечения реакций, сопровождающихся вылетом нейтронов, как правило, больше сечений реакций, при к-рых испускаются -кванты илп заряженные частицы. [c.543]

Величина обусловливается типом заряженной частицы и принятой вероятностью преодоления кулоновского барьера. Например, для ионов Не [162] рекомендуется 6 = 0,62. Для экзо-энергетических реакций величина порога совпадает с эффективным барьером, а для эндоэнергетических определяется тем процессолг, который требует большей энергии частицы. [c.132]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология