转移反应,又称迁移反应。当两个原子核碰撞时,一个核的一个或几个核子会转移到另一个原子核,是最常见的一种直接反应。
具体过程重离子与靶核作用时,按半经典处理,可用经典粒子碰撞轨道来描述。相互作用的程度随着碰撞参量ρ的由大到小,即轨道角动量l=ρ/λ由大到小,重离子与靶核的作用由浅到深。
当碰撞参量大约等于道半径R(即两核半径之和R1+R2)时,核力开始起作用,但作用时间很短,两核相切擦边而过,碰撞轨道如图中的2所示。这时,既可以发生弹性散射、非弹性散射,也可以发生准弹性散射,即在两核表面交换少数核子的转移反应。反应过程中转移了少量能量、质量和电荷。这叫擦边相互作用或表面相互作用,也叫重离子的直接反应。
由于在这种转移反应中,能量交换一般不大。因此,它的运动轨道近似地可用经典的库伦碰撞来描述。
转移反应中,一般转移一个核子的截面最大,随着转移核子数的增多,截面逐渐变小。关于多个核子的转移反应,一般认为不是直接作用过程,而是深度非弹性散射的范畴。1
分类轻离子对于轻的弹核主要是一核子与二核子的转移反应。如核子是从弹核转移到核靶去,则成为削裂反应,其逆反应则称为拾取反应。
例:氘核削裂反应。23
重离子一般把质量数大于4的离子称为重离子,用重离子作为入射粒子的核反应称为重离子核反应。有很多因素影响重离子核反应的进程,其中最重要的,经常起作用的因素有两个,即库伦位垒VB和碰撞参量b。碰撞参量决定了入射粒子带入体系的相对运动角动量L。
L=kb=
式中E为体系的相对运动动能(即体系质心系的动能), 为折合质量。
由于库伦位垒的作用,入射粒子只有在质心系能量达到或超过库伦位垒时,才能与靶核发生核作用。
当b 时,两核间可以发生核作用,会发生少数核子转移反应。这时的反应具有重离子的特点,但在反应机制上类似于轻离子引起的直接反应,只有少数自由度受到影响。
研究方法研究的目的首先着眼于核反应机制,就应尽量减少核结构方面的未知因素。从这个角度讲,最简单的反应是转移一个核子的A(d,p)B反应。
最初的(d,p)反应的理论研究沿用了平面波Born近似,与实验表明反映了反应角分布的基本特征,但定量结果不符合。进一步的研究确认了光学势对入射粒子和出射粒子的运动的重要性。
核谱因子是决定(d,p)反应截面的主要的核结构因素。要得到精确的核谱因子,还要涉及到入射道和出射道的扭曲波,这些扭曲波决定于光学势。而光学势主要从弹性散射数据来决定。
由于各种因素,用DWBA分析实验结果,提取出的核谱因子的绝对值有较大误差,但对于不同能级的核谱因子的相对值来说,其不确定性较少。
DWBA是耦合道方程的近似。当发生建设性相干效应时,非散性散射截面大大增加,DABA不再合适,需要考虑耦合道方程。4
应用研究核内对关联耦合角动量为0的粒子对的转移和 集团的转移很有意义,原因是这种转移的核谱因子与B核内存在这种对或 集团的几率直接相关。所以对转移反应和 集团转移反应是研究核内对关联和 关联的有效手段。
新核素的合成重离子束,特别是1980年后出现的放射性核束(radioactive nuclei beams,RNB)为新核素的研究提供了巨大的可能性,转移反应作为一种合成新核素的主要反应,具体过程为:两重核碰撞时,可发生多个质子或中子由一个核转移到另一个核,从而生成丰中子核素。1
本词条内容贡献者为:
张静 - 副教授 - 西南大学