原子核反应概述课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,谢谢观赏,原子核反应,核反应概述,Q,方程,核反应截面及产额,细致平衡原理,光学模型,复合核模型,1,谢谢观赏,原子核反应核反应概述1谢谢观赏,核反应概述,几个著名的核反应,第一个人工核反应：（1919）,第一个在加速器上实现的核反应：（1932）,2,谢谢观赏,核反应概述几个著名的核反应2谢谢观赏,核反应概述,产生第一个人工放射性核素的核反应：（1934）,导致中子发现的核反应：（1930）,3,谢谢观赏,核反应概述产生第一个人工放射性核素的核反应：（1934）3谢,核反应概述,核反应分类：,按轰击粒子能量分类,：,低能（140,MeV),、,中能（1,GeV),按轰击粒子种类分类：,中子核反应、质子核反应、光核反应、轻离子核反应、重离子核反应,按靶核的质量分类：,轻核反应（,A,30,),、,中核反应（30 90,),4,谢谢观赏,核反应概述核反应分类：4谢谢观赏,核反应概述,反应道,守恒律,：电荷守恒、核子数守恒、角动量守恒、能量守恒、动量守恒,5,谢谢观赏,核反应概述反应道5谢谢观赏,Q,方程及其应用,反应能,Q,6,谢谢观赏,Q方程及其应用反应能Q6谢谢观赏,Q,方程及其应用,Q,方程,能量和动量守恒关系,Q,方程：,L,L,P,a,P,b,P,B,A,B,b,a,7,谢谢观赏,Q方程及其应用Q方程LLPaPbPBABba7谢谢观赏,Q,方程及其应用,若剩余核处于激发态，,Q,用,Q,代替；此时，在同一角度下可以测量到几个,E,b,，,进而计算不同激发态的激发能。,若方程右面各参数已知，可以求反应能；,Q,方程可以用于靶核质量的测量；,8,谢谢观赏,Q方程及其应用8谢谢观赏,Q,方程及其应用,Q,方程的讨论,出射粒子动能是出射角的函数,由,u,2,+w,0,有,Q0,无阈能限制；,Q0,9,谢谢观赏,Q方程及其应用Q方程的讨论9谢谢观赏,Q,方程及其应用,临界能量,临界能：,对,Q0,存在临界能量,E,cr,当,E,th,E,a,E,cr,时，,E,b,有双值。,此时出射角有极大值：,10,谢谢观赏,Q方程及其应用临界能量10谢谢观赏,Q,方程及其应用,L,系和,C,系的转换,质心系能量：,11,谢谢观赏,Q方程及其应用L系和C系的转换11谢谢观赏,Q,方程及其应用,散射角：,L,c,v,b,v,c,v,b,12,谢谢观赏,Q方程及其应用散射角：Lcvbvcvb12谢谢观赏,Q,方程及其应用,g,值的计算,13,谢谢观赏,Q方程及其应用g 值的计算13谢谢观赏,Q,方程及其应用,运动学因子,14,谢谢观赏,Q方程及其应用运动学因子14谢谢观赏,核反应截面和产额,核反应截面,截面,单位：1靶（,b,）=10,-24,cm,2,15,谢谢观赏,核反应截面和产额核反应截面15谢谢观赏,核反应截面和产额,核反应产额,核反应产额与靶厚度的关系,：（无能量损失近似）,16,谢谢观赏,核反应截面和产额核反应产额16谢谢观赏,核反应截面和产额,微分散射截面,一个入射粒子到单位面积上，发生核反应后，在某一方向上的单位立体角内产生出射粒子的几率。,17,谢谢观赏,核反应截面和产额微分散射截面17谢谢观赏,核反应截面和产额,分截面,：某一特定反应道的积分截面,角分布：,18,谢谢观赏,核反应截面和产额分截面：某一特定反应道的积分截面18谢谢观赏,核反应截面和产额,总截面,：,激发曲线,：反应截面随入射粒子能量的变化,核反应能谱：对特定的反应道，不同出射粒子能量所对应的反射截面。,19,谢谢观赏,核反应截面和产额总截面：19谢谢观赏,核反应截面和产额,L,系和,C,系中微分截面的转换,C,系中微分截面的特征：各向同性，90,o,对称，前倾，后倾等,20,谢谢观赏,核反应截面和产额L系和C系中微分截面的转换20谢谢观赏,细致平衡原理,细致平衡原理：,只对质心系成立，且要求正、逆过程的入射粒子必须能量匹配；对微分截面要求满足角度匹配。,21,谢谢观赏,细致平衡原理细致平衡原理：21谢谢观赏,细致平衡原理,能量匹配：逆过程中的入射道质心能量等于正过程中的出射道质心能量。,角度匹配：在质心系中，正过程中出射的,b,粒子的角度等于逆过程中出射的,a,粒子的角度。,22,谢谢观赏,细致平衡原理能量匹配：逆过程中的入射道质心能量等于正过程中的,细致平衡原理,角度匹配的逆关系：,23,谢谢观赏,细致平衡原理角度匹配的逆关系：23谢谢观赏,光学模型,核反应过程的三阶段图像,独立粒子阶段,复合系统阶段,最后阶段,24,谢谢观赏,光学模型核反应过程的三阶段图像24谢谢观赏,光学模型,光学势,入射粒子与原子核的相互作用类似于光波在半透明物质中的传播，一部分透过（散射），另一部分被吸收（核反应）,纯实数势不能产生入射粒子的吸收,方阱复势：,25,谢谢观赏,光学模型光学势25谢谢观赏,光学模型,光学模型的应用,26,谢谢观赏,光学模型光学模型的应用26谢谢观赏,光学模型,薛定谔方程的解,：,27,谢谢观赏,光学模型薛定谔方程的解：27谢谢观赏,光学模型,核反应几率：（吸收几率）,平均自由程：,28,谢谢观赏,光学模型核反应几率：（吸收几率）28谢谢观赏,光学模型,29,谢谢观赏,光学模型29谢谢观赏,复合核模型,基本思想,核反应过程：复合核形成+复合核衰变,复合核处于激发态，并在外界入射粒子的作用下发生共振；,复合核的衰变方式与形成无关。,反应截面：,30,谢谢观赏,复合核模型基本思想30谢谢观赏,复合核模型,实验证据：,截面关系：,31,谢谢观赏,复合核模型实验证据：31谢谢观赏,复合核模型,反应截面的实验比较,32,谢谢观赏,复合核模型反应截面的实验比较32谢谢观赏,复合核模型,复合核的特征,复合核寿命：复合核从形成到衰变的过程与入射粒子直接穿透靶核的时间（10-,22,s,）,相比是一个慢过程，其特征时间为10,-19,-10,-14,s。,复合核衰变时的出射粒子角分布在质心系具有90,o,对称。,出射粒子的能谱具有统计特征，服从统计分布规律：,33,谢谢观赏,复合核模型复合核的特征33谢谢观赏,复合核模型,共振能级与激发态,34,谢谢观赏,复合核模型共振能级与激发态34谢谢观赏,复合核模型,能级宽度与寿命,B-W,公式,35,谢谢观赏,复合核模型能级宽度与寿命35谢谢观赏,复合核模型,B-W,公式的讨论,36,谢谢观赏,复合核模型B-W公式的讨论36谢谢观赏,37,谢谢观赏,37谢谢观赏,