低能核反應機理

概述

低能核反應主要通過複合核反應和直接反應兩種機理進行。

複合核反應模型是丹麥科學家N.玻爾於1936年提出來的。該模型假定低能核反應分兩階段進行，而且彼此獨立。第一階段為複合核的形成，即入射粒子和靶核融合為一個新核，稱為複合核，歷時約10秒；第二階段為複合核的衰變，即複合核分解為出射粒子和剩餘核，經歷時間比第一階段長得多，約為10～10秒。

以上兩階段是相互獨立的,即複合核如何衰變只決定於複合核本身的性質，而與其形成方式無關。換言之,複合核對於自己的形成方式失去“記憶”。例如,複合核Zn可以由兩個核反應生成，有三種衰變方式：

入射粒子能量較高時，與靶核表面或內部單個核子相互作用，而將本身一部分能量傳遞給靶核中的一個或幾個核子，後者還來不及把能量分配給其他核子時就被發射出來，這種相互作用稱為直接反應。直接反應是在約等於入射粒子穿越靶核所需的時間（10～10秒）內完成的。依情況不同又可分為：

①表面直接作用　當入射粒子能量比較低時，主要與靶核表面結合得最松的核子發生作用，而將後者激發（表面激發）或打出（表面嬗變）。

②體內直接作用　當入射粒子能量比較高時，可將靶核深處的核子打出來。這種反應稱敲出反應。

③削裂反應　當入射粒子在靶核邊緣掠過時，入射粒子的一個或幾個核子被靶核所俘獲，其餘部分繼續前進，如(d,p)反應和(d,n)反應。

④拾取反應　入射粒子掠過靶核時，從它裡面拾取一個或很少幾個核子而結合成較重的粒子並向外飛出，如(p,d)反應和(n,d)反應。

⑤非彈性散射　入射粒子把部分能量直接傳給靶核而使後者激發，其本身則繼續飛行。這種非彈性散射同複合核發射與入射粒子相同的出射粒子不同，屬於直接反應。

⑥電荷交換反應　入射粒子與靶核不交換粒子，只交換電荷，如(p,n)反應和(He,t)反應。