重離子和原子核之間的碰撞稱為重離子核反應，重離子是指質量數或電荷數超過α粒子的被加速了的原子核。重離子核反應研究的領域和範圍是隨著加速器技術不斷進步而發展著的。
基本介紹
- 中文名：重離子核反應
- 外文名：heavy ion induced nuclear reaction
- 領域：核能物理
- 定義：重離子和原子核之間的碰撞
- 分類：低能區、中能區、相對論能區
- 套用：合成新元素
原理,反應特點,反應分類,重離子反應中的轉暈現象,
原理
重離子反應是加速質量大於a粒子的離子轟擊原子核引起的反應 。重離子能夠產生的核反應種類比輕離子要多得多，並在某些重要方面與輕離子核反應有很大差別。重離子相對運動的德布羅意波長（見波粒二象性）很短，典型的量級只有 0.1飛米（fm），比原子核的半徑小得多，重離子碰撞過程的典型情況可以利用經典粒子碰撞的軌道圖像來描述。
20世紀60年代中期以來，人們先後通過重離子核反應合成了各種元素（Z=102～109），並用於遠離 β穩定線的核素以及高激發態、高自旋態核的研究。從60年代中期到70年代初期，重離子核反應逐步成為獲得人工合成超鍆元素的主要手段。
反應特點
重離子核反應中會涉及庫侖力、泡利阻塞、平均場和核子-核子碰撞等。
在較低能區，重離子物質波長較長，核核碰撞截面較大，但大部分都會被泡利阻塞。此時，平均場起主要作用，重離子碰撞主要體現為一體運動的性質。
在較高能區，重離子物質波長較短，核核碰撞截面下降，但泡利阻塞作用急劇地下降，兩次碰撞間核子受平均場演化的時間隨能量上升而下降。此時，核核碰撞起主要作用，能量較高時可以用只考慮核核碰撞的級聯模型來研究重離子碰撞過程。
在相對論能區，高溫高密狀態伴隨著粒子的產生和湮滅，核核碰撞消失。中低能區的平均場與核物質狀態方程直接相關，核物質的狀態則表現於平均場的強度及其密度溫度等依賴性。
反應分類
一般按照能量將重離子核反應分為：
- 低能區(庫侖位壘～10AMe V) ，按照碰撞參數從大到小的改變，主要的反應機制依次為彈性散射、準彈性散射和轉移反應；深度非彈性散射；融合反應。
- 中能區(10AMe V～1AGe V)，按照碰撞能量由低到高主要依次表現出如下行為：兩、三分裂；多重碎裂、彈核碎裂或液氣相變；氣化並伴隨介子和核子激發態以及奇異自由度的出現。很多分類方法還將此能區細分為中能區及高能區，在此不做過多討論。
- 相對論能區(1AGe V～1000ATe V)，重離子碰撞會從核子、介子自由度向夸克-膠子自由度過渡。
重離子反應中的轉暈現象
重離子反應形成的複合核的角動量大。對這些高自旋轉動態，實驗發現，轉動慣量與轉動角頻率的平方嚴重偏離線性關係。轉動慣量隨轉動角頻率平方的變化曲線呈現S形，這種現象叫做轉暈現象。對轉暈現象，有人認為，隨著轉動能級自旋的增加，科里奧利力使對關聯破壞，原子核從“超導態”相到“正常態”，從而發生轉動慣量的異常變化。
