Задачи начертательной геометрии Математика задачи и примеры Фотоядерные реакции

Упругое и неупругое рассеяние электронов на ядрах. Ядерный форм-фактор.
Сравнение сечений фото- и электровозбуждения ядер.

    Особое значение этот вопрос приобретает в связи с новым важным направлением в исследовании взаимодействий тяжелых ионов, а именно кулоновской диссоциации [2.3]. Оказалось, что кулоновское взаимодействие, будучи дальнодействующим, при столкновении релятивистских ионов играет доминирующую роль и сечение фотоядерных реакций при энергиях выше нескольких ГэВ/нуклон в несколько раз превосходит геометрическое сечение прямого столкновения тяжелых ионов. Этот процесс описывается такой же диаграммой, как и рассеяние электронов (рис.1.1-1), поэтому и спектры виртуальных фотонов, в принципе, тоже одинаковы. О кулоновской диссоциации будет подробнее сказано в Главе 16. Здесь только следует подчеркнуть, что фото- и электроядерные реакции не являются замкнутой или обособленной ветвью ядерной физики. Постоянно развивающиеся новые направления требуют широкого подхода к объяснению различных явлений, которые на первый взгляд могут показаться весьма далекими друг от друга.
    Инклюзивные реакции под действием электронов и фотонов удобно сравнивать, изучая реакцию деления ядер, потому что сечение деления из-за низкого порога близко к полному неупругому сечению взаимодействия налетающих частиц с ядрами. Выход реакции фотоделения (нормированный на эквивалентный фотон) - и электроделения (нормированный на электрон) можно соответственно записать следующим образом:

сигмаe(Ee) = ,(2.6)
сигмаq(Eq) = ,(2.7)

Нормировка на эквивалентный фотон в формуле 2.6 производится из-за непрерывной формы спектра тормозных фотонов. Понятии выхода фотоядерной реакции или сечения этой реакции на эквивалентный фотон являются тождественными. Различие между этими выходами состоит только в том, что в левой формуле спектр тормозных фотонов – реальный, а справа – виртуальный. Поэтому мультипольности взаимодействия сильно различаются. В случае тормозных фотонов доминирует Е1, а в случае виртуальных фотонов – возрастает вклад более высоких мультипольностей.


Рис. 2.4. Отношение выхода фотоделения к сечению электроделения урана. Точки – экспериментальные данные. Кривые – результат модельных расчетов (см.ниже).

    На рис.2.4 показано отношение выхода фотоделения к сечению электроделения урана в зависимости от энергии электронов. Как видно из рис. 2.4., отношение выходов фото и электроделения урана падает с ростом энергии электронов. Попытки точнее описать эту зависимость, представленные сплошной и пунктирной кривой, нельзя признать удовлетворительными. Это связано с недостаточно точным знанием формы спектров виртуальных фотонов. Поэтому наиболее часто используется эмпирическая кривая (штрих - пунктир), которая описывается формулой:

 ,(2.8)

Вопрос о спектрах виртуальных фотонов в значительной степени остается актуальным и в настоящее время.


Физика атома