Курс лекций по разделу физика атома и ядра

Акт ядерной реакции, как и все процессы в микромире, является случайным явлением. Поэтому для количественного описания возможности ядерной реакции необходимо использовать вероятностный подход. Такой количественной характеристикой вероятности протекания реакции является эффективное сечение, которое определяется следующим образом. Пусть на площадку S = 1 см² тонкой пластинки, содержащей ядра-мишени А, падает перпендикулярно однородный в пределах площадки поток - количество частиц ав единицу времени. Тонкой будем считать пластинку, в которой ядра А не перекрывают друг друга. Оценим толщину пластинки. Так как размеры ядер меньше размеров атомов примерно в 10⁴ раз, то соответствующие им площади будут различаться в 10⁸ раз. В твердом теле атомы упакованы плотно, поэтому необходимо 10⁸ слоев атомов для заметного перекрытия ядер друг другом. Принимая диаметр одного атома примерно равным 10^-8см, получим, что толщина δ пластинки составит ~1 см. В слое dx <<  δ (отсутствие перекрытия ядер-мишеней) возможное число реакций в 1 см² пластинки Типы кристаллических твердых тел Существует два признака для классификации кристаллов: 1) кристаллографический; 2) физический (природа частиц, расположенных в узлах кристаллической решетки, и характер сил взаимодействия между ними).

где n_А– концентрация ядер-мишеней А. Тогда вероятность (доля) реакций составит, согласно (4.3.1)

Запишем (4.3.2) в виде точного равенства:

где σ – коэффициент пропорциональности, имеющий размерность площади, называется эффективным (микроскопическим) сечением ядерной реакции. Так как

где V – объем пластинки, а N_A – число ядер А в этой пластинке, то выражение (4.3.4) есть ничто иное, как отношение эффективной площади, занятой всеми ядрами пластинки, к площади пластинки. Поэтому эффективное сечение можно представить как среднее значение площади, в которой с определенной вероятностью должна произойти реакция при условии нахождения в ее пределах частиц а и А. В ядерной физике для измерения сечений используется специальная единица, называемая барн (б), 1б = 10^-24см².

Часто используется также понятие макроскопического сечения

имеющего размерность длины. Физический смысл этой величины выясним ниже.

Перепишем (4.3.3) в виде

Гексаэдр - правильный шестигранник Вычислим интеграл Математика Задачи Ортогональная система координат в пространстве Математическая модель

и разделим левую и правую части равенства (4.3.6) на бесконечно малый объем dV = Sdx. В результате получим

Другие главы электронного учебника "Математика в примерах и задачах"

• Функции и их графики
• Пределы
• Непрерывность функций Теоретические основы электротехники
• Производные и дифференциалы
• Свойства функций
• Интегралы в задачах Динамика материальной точки Справочник по основным разделам физики
• Формула Тейлора
• Исследование функций
• Кривизна плоской кривой