Ауыр иондар реакциясы классификациясы
жүктеу/скачать 232,52 Kb.
|
Ауыр иондар реакциясы классификациясы
Азот (1)-1
| дифференциалдық қима арқылы анықталады. Түсетін бөлшектер ағынына нормаль бірлік беттен бірлік уақытта ұшып өтетін бөлшектердің саны -ға тең болсын. Енді денелік бұрыш элементін құрайтын және бұрыштары арасындағы конусты (сурет 3) қарастыралық. Суретте көрсетілгендей бұрышын қиған жазықтықта пайда болатын, радиусы кез келген бетінің элементінен бірлік уақытта шашыраған бөлшектердің саны болады.
Сурет 3 Шашыраудың дифференциалдық көлденең қимасының анықтамасы Осыдан дифференциалдық қима анықтамасы былай өрнектеледі: (1.15) мұндағы - шашыраушы бөлшектер саны, ал - атқылаушы ион интенсивтілігі, - денелік бұрыш ( ). Реакцияның толық қимасы дифференциалдық қиманы 0-ден 4p -дейінгі аралықта толық интегралдаумен анықталады: (1.16) Ауыр иондар реакциясы серпімді шашырау қимасының бұрыштық тәуелділігі 4 суретте көрсетілген. Сурет 4 Серпімді шашырау қимасы мен резерфорд қимасы қатынасының шашырау бұрышына тәуелділік графигі Реакцияның толық қимасы резерфорд қимасына жақын болады.Ол ядроның әсерлесу облысынан сыртындағы траекториямен анықталады. Жанама траекториясымен анықталатын шашыраудың шекті бұрышы жанама “grasing” бұрышына сәйкес келеді. Дифракциялық теория бойынша жанама бұрышы серпімді шашырау қимасының төрттен біріне сәйкес келетін бұрыш ретінде анықталады. Осылай жанама соқтығысу параметрі - ядролық әсерлесу басталатын, әрі оның кішірейуінен серпімді шашырау қимасының төмендеуі болатын көздеу параметрі ретінде анықталды. Олай болса толық қиманы былай жазуға болады: (1.17) мұндағы -массалар центрі жүйесіндегі ион энергиясы, - белгілі бір әсерлесу радиусы кезіндегі энергетикалық потенциал (әсерлесу барьері деп аталады). Бұл өрнекті бөлшектің жанама траекториямен қозғалысы кезінде бұрыштық момент пен энергияның сақталуын есепке ала отырып есептеген кезде алуға болады. Осы өрнекпен табылған қималардың эксперимент нәтижелерімен жақсы үйлесетінін 5 суреттен көруге болады. Осы өрнек нәтижесін эксперименттік нәтижелермен салыстыра отырып әсерлесу барьері мен радиусын анықтауға болады. Екі ядро арасындағы ядролық әсерлесу өте аз кезде әсерлесу барьері кулондық күшпен анықталады: (1.18) Сурет 5 Массалар центрі жүйесінде атқылаушы ион энергиясының кері шамасы мен құрама ядроның түзілу қимасының тәуелділігі Төмендегі сурет 6-да функциясы ретінде анықталған әсерлесу радиустарымен экспериментік серпімді шашыраудан табылған әсерлесу радиустарын салыстыра көрсеткен. Онда әсерлесу радиусы ядроның тамшылық моделі бойынша анықталған екі сфералық ядроның түйісу қашықтығынан(1.18 формула) анағұрлым үлкен болатыны анықталды. Бұл жағдайда нуклондық таралудың құйрығы ғана (әдетте ядроның орталық тығыздығының 1/10-іне сәйкес) әсерлесу аумағына енеді. (1.19) Сурет 6Екі ядроның толық қимадан табылған әсерлесу радиустары мен арасындағы тәуелділік графигі Әсерлесу радиусының эксперименттік мәндерін жеңіл ядролар үшін фм (1.20) өрнегіне, ал ауыр ядролар үшін фм (1.21) өрнегіне бейімдеу арқылы анықтауға болады. (1.18)-(1.20) өрнектері арқылы табылған әсерлесу барьері мен әсерлесу радиусы арасындағы байланыс графигі сурет 7-де көрсетілген. Сурет 7 Массалық саны және –ге , заряды -ге тең екі ядроның әсерлесу барьері V(R) (МеВ) (квадраттың жоғары бөлігі)және әсерлесу радиусы R(фм) (квадраттың төменгі бөлігі) Тұрақты бір энергиямен ионның нысана ядромен әсерлесуі кезінде бірмезетте жоғарыда айтқан үш әсерлесу қатар жүруі мүмкін: алыс әсерлесу (b>bgr) , жанама әсерлесу ( ) және жақын әсерлесу (b Сурет 8 Соқтығысу параметрі квадратының -ға тәуелді диаграммасы (1.17) өрнекке сәйкес реакцияның толық қимасы жанама соқтығысу параметінің квадратына тура пропорциональ. Мұндай жағдайда жанама әсерлесуіне тиесілі сегмент реакцияның толық қимасының энергияға қатысты сипатын көрсетеді. Осындай толық қиманың энергияға тәуелді графигі сурет 9-да 40Ar+109Ag реакциясы үшін көрсетілген. Сурет 9 40Ar+109Ag реакциясының толық қима мен құрама ядро қимасының энергияға тәуелді графигі Атқылаушы ионның кіші энергияларында құрама ядро қимасы толық қимаға жақын болады. айырмасы тура ядролық реакциялар үлесіне тиеді. Энергияның Е>250 MeB кезінде бұл айырма мәні ұлғая түседі. Бұл тура ядролық реакциялар үлесінің артуымен түсіндіріледі. Мұндай жоғары энергиялардағы құрама ядро қимасының азаюы критикалық бұрыштық моментпен анықталады. Себебі бұрыштық момент мәні соқтығысу параметрі мен энергия түбіріне тура пропорциональ: (1.22) Олай болса нақты мәні белгілі критикалық бұрыштық моментке немесе жазықтықтарында гипербола сәйкеседі. Өте ауыр иондардың соқтығысуы кезінде құрама ядро ықтималдылығы өте аз. Бұл кездері толық қима тура ядролық реакциялар қимасына сәйкес келеді. Реакция қимасының соқтығысу параметріне тәуелділігін ескере отырып, оны бұрыштық моментке тәуелді былай анықтауға болды: (1.23) Мұндағы - қандай да бір асимтотикалық толқындық сан. қатынасын -ге тәуелді функция ретінде салынған графигі сурет 10-да көрсетілген. -ге дейінгі тұтас және пунктирленген сызықпен қоршалған аумақ - реакция қимасына сәйкес келеді. мәніне сәйкес келетін аумақ кулондық қозу( ) және серпімді шашырау( ) , мәніне сәйкес аумақтар құрама ядро қимасы ( ), диссипативті әсерлесу қимасы ( ) және тура ядролық реакциялар ( ) қимасына сәйкес келеді. Осы реакциялар сәйкес келетін аумақтар және мәндеріне жақын жерлерде ішінара қабаттасып екі типті реакция бір уақытта қабаттаса жүреді. Сурет 10 Толық реакция қимасын жасайтын құрама ядро қимасы ( ), диссипативті әсерлесу қимасы ( ) және тура ядролық реакциялар ( )қимасының бұрыштық момент -ге тәуелді сызбалық көрінісі. Мұндағы -кулондық қозу және - серпімді шашырауқималары. Осылай классикалық көріністегі ауыр иондар ядролық реакциясының негізгі сипаттарын беру біршама оңайлатылған саналады. Өйткені екі ядроның барлық ерекшеліктері толықтай ескерілмейді. Соған қарамастан ауыр иондар реакциясын сапалы бейнелеу үшін, сондай-ақ олардың кейбір сипаттарын сандық бағалау үшін бұл көрініс өте ықшамды және бүгінгі таңда үлкен қолданысқа ие. жүктеу/скачать 232,52 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|