Ауыр иондар қатысатын ядролық реакциялар

Ауыр иондармен өтетiн реакциялар деп əсерлесетiн бөлшектердiң массалық сандары төрттен үлкен (₂He⁴-тен) болатын реакцияларды айтады. Мұндай көп нуклондар қатысатын реакциялар, жеңiл бөлшектер қатысатын реакцияларға қарағанда күрделi. Сондықтан мұндай реакциялардың маңызы мен пайдасы қандай? Шынында да, төменгi энергиялар кезiнде мұндай реакциялардың ядроны зерттеу қасиеттерін де пайдасы жоқ. Бiрақ олар ерекше жағдайлардағы ядролардың, жоғары энергиялық қозуы, үлкен бұрыштық моменттер жəне жоғары тығыздықтар сияқты қасиеттерiн зерттеудiң бiрегей құралы. Олар мынандай мəселелердi шешу үшiн қолданылады: аса ауыр элементтердi синтездеу, ядролық орнықтылықтың шегiн анықтау, ядроның түрленуiмен де формацияның шегiн зерттеу, ядролардың жоғары спиндiк үйлерiн зерттеу, ядролық реакциялардың мүмкiн болатын механизмдерiн анықтау.

Ауыр ядролар қатысатын ядролық реакцияларды əртүрлi сипаттарына қарай жiктейдi. Олардың бiрi иондардың энергиясына қарай жiктеу. Төменгi энергиялар кезiнде соқтығысатын иондар өзара электр өрiсi арқылы əсерлеседi. Осындай реакциялардың нəтижесiне серпiмдi шашыратулар, не соқтығысқан ядроларды нуклондық қоздыратын серпiмсiз шашыратулар болады. Серпiмдi шашыратулар Резерфорд формуласы мен бейнеленедi.

Шын ядролық əсерлесулер өту үшiн, иондардың энергиясы кулондық тосқауылдан өтуге жетерлiктей жоғары жəне олардың де-Бройль толқын ұзындығы ядролардың сызықтықөлшемдерiнен

(r) кiшi болуы тиiс.

~ 238 ~

Ауыр иондармен өтетiн реакциялардың қималары мен спектрлерiн есептеулерде, негiзiнен жеңiл иондармен болатын реакцияларды пайдаланылған моделдердi ауыр иондарға бейiмдеп өзгертедi. Бұл моделдiң түрi екi бөлшектiң соқтығысу сипатына немесе реакцияның өту механизмiне тəуелдi. Тəжiрибелердiң нəтижелерiн талдау үшiн, таңдап алған потенциалды Шредингер теңдеуiне қойып, оның шешуiнен əсерлесу амплитудасын табады.

Ауыр ионның əсерлесу потенциалы да үш күйден тұрады, олар электростатикалық немесе кулондық, центрден тепкiш жəне ядролық потенциалдар. Кулондық потенциал екi сфералық бiркелкi зарядталған шаралардың əсерлесу потенциалы түрiнде алынады. Центрден тепкiш потенциал

l (l+1) ² /2mr²

Ядролық потенциал ядролар арасындағы барлық күрделi əсерлесулердi қамтиды. Ол нуклон-нуклондық əсерлесуден алынады.

Ауыр ядролар қатысатын реакциялар кезiнде көп нуклондық, -бөлшектiк түрленулер ықтималдылығы жоғары болады. Сондықтан да мұндай реакциялар ядроларды топтарға-кластарға бөлiп зерттеуге пайдаланылады.