重離子（見重離子核化學）的德布羅意波長(vλ )比輕離子短得多，一般遠遠小於核半徑，因此可以將它視作準巨觀粒子，用半經典方法來描述。
基本介紹
- 中文名：重離子核反應機理
- 類別：機理
- 類型：核反應
- 對象：重離子
內容,高能重離子,
內容
中低能重離子核反應將靶核質心與入射重離子的入射線之間的垂直距離稱為碰撞參量ρ，其相應的相對運動的軌道角動量為l，
。隨著碰撞參量由大到小，即軌道角動量由大到小，入射重離子與靶核的作用由遠及近，由淺入深。依此可將重離子核反應分為四種類型（見圖）。
ρ 值相當大入射粒子在核力的作用範圍之外, 重離子只與靶核發生遠距相互作用，引起庫侖激發和盧瑟福散射。
ρ 值約等於道半徑道半徑為靶核半徑和入射重離子半徑之和。ρ值和它大致相等時核力開始起作用,但兩核僅僅發生擦邊碰撞,作用時間極短,約為10秒。在這種情況下,可能發生彈性散射或非彈性散射,或者在兩核接觸的瞬間，核的表面上發生少數核子的轉移反應。反應時兩核交換少許能量、質量和電荷。這一過程也稱為準彈性散射，其性質則屬於核間表面的直接反應。
ρ 值小於道半徑兩個原子核相互直接相切的時間延長，撞入程度加深，兩核之間有相當多的核子參與作用,發生了大量的能量、角動量、質量和電荷的轉移,其作用時間約為10～10秒。此時的核具有很高的激發能和角動量，但兩核並沒有熔融成一個複合核，基本上仍保持了入射核和靶核各自的主要特徵，或稱兩體特徵。物理學家將這一過程稱為深度非彈性碰撞或深度非彈性散射。這種過程是一種沒有達到統計平衡的核過程，它具有一系列的由統計非平衡態向統計平衡態過渡的弛豫現象，包括質量、電荷、能量、角動量和中子過剩自由度等方面的弛豫特徵。
ρ 值很小重離子與靶核接近於迎面相撞，兩核相互作用時間足夠長，約為10～10秒。於是兩核熔合在一起，使動能和動量在所有核子間進行交換和分配而達到統計平衡。這樣形成一個高激發態、高角動量的複合核。接著，複合核通過蒸發輕粒子、γ退激或裂變方式進行衰變。這種反應過程稱為熔合反應。
高能重離子
核反應如果入射的重離子能量很高，上述分類方法就不適用。每個高能核子的能量約大於400兆電子伏時，則核反應過程只能用相對論運動學來處理。高能重離子反應產物比較複雜，來自靶核和入射粒子本身的碎片的質量、電荷分布很廣，在反應中還發射大量的介子、核子、輕核和 X射線，同時也發生準彈性散射，深度非彈性散射及裂變等反應。量子力學效應可以忽略不計，常用經典和巨觀的力學和流體力學的方法來處理這種過程。曾經相繼提出過 “刮掉－剝落 (abrasion-ablation)”、“火球” 等模型來描述高能重離子核反應過程，但迄今沒有找到一個較成熟的理論模型。
參考書目
P. E. Hcdgson, Nuclear Heavy-ion Reactions, Clarendon Press, Oxford, 1978.
R. Bass, Nuclear Reactions with Heavy Ions, Springer-Verlag, Berlin, 1980.
