低能核化學

低能核化學，用化學方法和實驗核物理技術研究低能核反應的核化學分支學科。低能核反應是指入射粒子的能量低於108電子伏的核反應，產生的出射粒子粒目一般最多是3～4個。核反應的大部分研究工作都集中在此能區。

基本介紹

• 中文名：低能核化學
• 外文名：low-energy nuclear chemistry
• 原來：用化學方法和實驗核物理技術
• 時間：1934年

基本資料

名字：低能核化學
拼音：dineng hehuaxue
英文：low-energy nuclear chemistry

性質

又稱中、低能核反應化學。研究用60MeV以下的質子和平均能量為10MeV核子以下的複合粒子引起的核反應，實現原子核的轉變，並分離鑑定核反應產物，探討核反應機制。它與高能核反應在機制上有很大差別。

概述

低能核化學的研究對象是低能核反應。通過對低能核反應的激發函式、角分布和出射粒子的能譜等的測量、研究，可以獲得有關核結構和低能核反應機理等方面的知識。

在核反應的研究中，對供照射用的樣品(靶材料)的要求十分嚴格。例如，在反應截面的精確測定中要求靶材料純度很高，靶材料應薄而均勻，在粒子束的轟擊下不揮發、不分解；當轟擊粒子是重離子或在研究反衝核的射程和角分布時，要求靶材料均勻地鋪成接近於單分子層的薄層；在某些反應截面很小的場合，要求靶材料的同位素豐度高於天然豐度，甚至是純靶核素（稱為富集靶）；在超重核的合成中須用超鈾元素（如鎇、鋦、鑀等）做靶，制靶已成為一門專門的技術，稱為靶化學。

對於給定的入射粒子和靶核，能夠發生的核反應往往不止一種。入射粒子能量提高，則開放的反應道增加，核反應產物更複雜。需要對反應產物進行放射化學分離，根據產物的化學性質確定元素種類，根據產物的衰變子體確定質量數。用線上質譜儀和高靈敏度的X射線能譜儀可直接測定產物核的質量數和核電荷數，部分地取代放射化學分離分析工作。

核反應截面的測定有相當一部分是用核化學方法進行的。當入射粒子的束流強度給定時，用核輻射探測器測量出射粒子的強度，可以計算出反應截面；但不能區別由不同反應出射的同種粒子，例如(α，n)反應和(α，2n)反應。通過放射化學分離分析步驟確定產物核的數目，不但可以求得反應截面，而且能同時求出多個核反應的截面。這一方法在核反應研究中起過很大作用，目前仍在套用。

簡史

1934年法國F.約里奧－居里和I.約里奧－居里用釙的 α粒子轟擊鋁，發現人工放射性，核反應如下：

在他們的工作中，除了直接用計數管測量被 α粒子照射後的靶核的放射性外，還第一次用化學方法分離了核反應產生的放射性核素磷30，從而確證了人工核反應的發生。這一工作是低能核化學的開端。

裂變現象的發現，是用化學的理論和方法研究核反應取得巨大成功的最著名例子。1938年德國的O.哈恩等用放射化學分離分析技術證實了中子照射鈾後得到的一些產物，是位於元素周期表中部的一些元素，如鋇、鑭、鍶、釔、氪、氙等。這是鈾核在中子轟擊下發生了裂變的結果。

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參考書目

M. Lefort, Medium-and Low-energy Nuclear Chemistry,A. G. Maddock, ed.,Radiochemistry,Butterworths,London, 1972.
L.Yaffe,ed.,Nuclear Chemistry, Academic Press,New York, 1968.