轉移反應

轉移反應

轉移反應,又稱遷移反應。當兩個原子核碰撞時,一個核的一個或幾個核子會轉移到另一個原子核,是最常見的一種直接反應。

具體過程

轉移反應 轉移反應

重離子與靶核作用時,按半經典處理,可用經典粒子碰撞軌道來描述。相互作用的程度隨著碰撞參量ρ的由大到小,即軌道角動量l=ρ/λ由大到小,重離子與靶核的作用由淺到深。

當碰撞參量大約等於道半徑R(即兩核半徑之和R+R)時,核力開始起作用,但作用時間很短,兩核相切擦邊而過,碰撞軌道如圖中的2所示。這時,既可以發生彈性散射、非彈性散射,也可以發生準彈性散射,即在兩核表面交換少數核子的轉移反應。反應過程中轉移了少量能量、質量和電荷。這叫擦邊相互作用或表面相互作用,也叫重離子的直接反應。

由於在這種轉移反應中,能量交換一般不大。因此,它的運動軌道近似地可用經典的庫倫碰撞來描述。

轉移反應中,一般轉移一個核子的截面最大,隨著轉移核子數的增多,截面逐漸變小。關於多個核子的轉移反應,一般認為不是直接作用過程,而是深度非彈性散射的範疇。

分類

輕離子

對於輕的彈核主要是一核子與二核子的轉移反應。如核子是從彈核轉移到核靶去,則成為削裂反應,其逆反應則稱為拾取反應。

例:氘核削裂反應。

重離子

一般把質量數大於4的離子稱為重離子,用重離子作為入射粒子的核反應稱為重離子核反應。有很多因素影響重離子核反應的進程,其中最重要的,經常起作用的因素有兩個,即庫倫位壘V和碰撞參量b。碰撞參量決定了入射粒子帶入體系的相對運動角動量L。

轉移反應 轉移反應

L=kb=

轉移反應 轉移反應

式中E為體系的相對運動動能(即體系質心繫的動能), 為折合質量。

由於庫倫位壘的作用,入射粒子只有在質心繫能量達到或超過庫倫位壘時,才能與靶核發生核作用。

轉移反應 轉移反應
轉移反應 轉移反應
轉移反應 轉移反應

當b 時,兩核間可以發生核作用,會發生少數核子轉移反應。這時的反應具有重離子的特點,但在反應機制上類似於輕離子引起的直接反應,只有少數自由度受到影響。

研究方法

研究的目的首先著眼於核反應機制,就應儘量減少核結構方面的未知因素。從這個角度講,最簡單的反應是轉移一個核子的A(d,p)B反應。

最初的(d,p)反應的理論研究沿用了平面波Born近似,與實驗表明反映了反應角分布的基本特徵,但定量結果不符合。進一步的研究確認了光學勢對入射粒子和出射粒子的運動的重要性。

轉移反應 轉移反應

核譜因子是決定(d,p)反應截面的主要的核結構因素。要得到精確的核譜因子,還要涉及到入射道和出射道的扭曲波,這些扭曲波決定於光學勢。而光學勢主要從彈性散射數據來決定。

由於各種因素,用DWBA分析實驗結果,提取出的核譜因子的絕對值有較大誤差,但對於不同能級的核譜因子的相對值來說,其不確定性較少。

DWBA是耦合道方程的近似。當發生建設性相干效應時,非散性散射截面大大增加,DABA不再合適,需要考慮耦合道方程。

套用

研究核內對關聯

轉移反應 轉移反應
轉移反應 轉移反應
轉移反應 轉移反應
轉移反應 轉移反應

耦合角動量為0的粒子對的轉移和 集團的轉移很有意義,原因是這種轉移的核譜因子與B核記憶體在這種對或 集團的幾率直接相關。所以對轉移反應和 集團轉移反應是研究核內對關聯和 關聯的有效手段。

新核素的合成

重離子束,特別是1980年後出現的放射性核束(radioactive nuclei beams,RNB)為新核素的研究提供了巨大的可能性,轉移反應作為一種合成新核素的主要反應,具體過程為:兩重核碰撞時,可發生多個質子或中子由一個核轉移到另一個核,從而生成豐中子核素。

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