O nas

Zamknij Zespół

Zamknij Tematy badań

Zamknij Publikacje

Zamknij Seminaria

Wiedzieć więcej

Zamknij Popularyzacja

Zamknij Badania Teoretyczne

Zamknij Metody i sondy pomiarowe

Zamknij Rodzaje reakcji

Zamknij Rodzaje wiązek akceleratorowych

Zamknij Struktura jądra

Zamknij Urządzenia pomiarowe

SZUKAJ




Rodzaje reakcji - Fragmentacja

Znanych jest obecnie około 3 tys. nuklidów. Są one zestawione ze sobą na tzw. tablicy nuklidów, gdzie na jednej osi znajduje się ilość neutronów, a na drugiej ilość protonów w jądrze. Nuklidy trwałe układają się na takim wykresie w zakrzywioną linię tworzącą tzw. dolinę stabilności. Nuklidy nietrwałe, które możemy wytworzyć przez zderzenia jąder, znajdują się poniżej i powyżej tej doliny – widoczne jest to na na rysunku poniżej.
 

mapa_nuklidow.jpg



Reakcja fragmentacji może być zapoczątkowana dzięki zderzeniu wiązki jonów z tarczą. Zderzenie przebiega w ten sposób, że poruszający się relatywistyczną prędkością jon wiązki zderza się z atomem tarczy, po czym następuje jego fragmentacja tzn. rozerwanie na kilka grup nukleonów, zwanych fragmentami. Tak powstałe jony lecą następnie przez separator fragmentów i docierają do detektorów. O tym, które z wytworzonych w reakcji jąder (a w szególności które ze stanów wzbudzonych) będą zarejestrowane w układzie detekcyjnym decyduje szereg czynników. Jednym z nich jest budowa układu eksperymentalnego. Jego parametry są dobierane w ten sposób, by do detektorów docierały tylko wybrane jony.

Reakcję jądrową można zapisać w postaci:
X1 + X2 − > Y1 + Y2 + ... + c1 + c2


gdzie X to nukleony przed reakcją, Y to produkty reakcji, a c to promieniowanie gamma i lekkie produkty (p,n) emitowane z miejsca zderzenia. To, jakie będą produkty reakcji, i jakie będą ich energie, zależy od parametrów reakcji. Najważniejszymi są energia kinetyczna jądra wiązki i parametr zderzenia, który określa na ile peryferyjne było dane zderzenie. Czym większa odległość toru pocisku od środka jądra tarczy, tym parametr zderzenia jest większy. Czym większy parametr zderzenia, tym mniejszy będzie przekaz energii i pędu, a tym większy może być moment pędu produktów. W przypadku skrajnym jądra nie zderzą się i przekaz energii będzie równy zero. W zależności od energii zderzenie jądra wiązki z jądrem tarczy może doprowadzićdo szeregu procesów. W tej pracy opisane zostaną tylko te procesy, których prawdopodobieństwo jest znaczące dla interesującego nas przedziału energii. W eksperymenciezostała wykorzystana wiązka o energii 750 MeV/n. Jest to energia relatywistyczna – jądro wiązki porusza się z prędkością około 80 % prędkości światła. W efekcie zderzenia może nastąpić wzbudzenie kulombowskie, rozszczepienie lub fragmentacja. Wzbudzenie kulombowskie ma miejsce gdy parametr zderzenia jest duży, co oznacza że jądro padające otarło się, bądź przeleciało bardzo blisko jądra tarczy. Przekaz energii następuje za pośrednictwem oddziaływania elektromagnetycznego. Takie wzbudzonejądro pocisku, lub tarczy, będzie musiało następnie wyemitować zgromadzoną energię. Rozszczepienie ma miejsce gdy nastąpi połączenie jądra nadlatującego z jądrem tarczy w jedno większe jądro, a następnie rozpadnie się ono na kilka kawałków. Najczęściej takie jądro rozpada się na dwa fragmenty o podobnych masach, bliskich masie połowy jądra, które się rozpada. Reakcji towarzyszy zwykle wypromieniowanie nadmiaru energii w postaci promieniowania gamma, elektronów i lekkich produktów reakcji (cząstki alfa, neutrony, lekkie pierwiastki). W przypadku zderzenia, w którym jądro nadlatujące uderza w jądro tarczy niecentralnie może dojść do fragmentacji pocisku i takiej reakcji dotyczy przypadek omawiany w niniejszej pracy. Jednym z opisów takiej reakcji jest model ”otarcia-odcięcia” (ang.abrasion–ablation). Opis reakcji, w ramach tego modelu, składa się z dwóch etapów: otarcie (abrasion) i odcięcie (ablation). Schematyczny obraz tego procesu przedstawiono na rysunku poniżej.
 

fragmentacja.jpg



Najpierw nadlatująca cząstka zderza się z nieruchomym jądrem tarczy. Lecąc uderza ona w pewien punkt jądra tarczy. Szansę na uderzenie w określone miejsce opisuje przekrój czynny na dane zdarzenie. Zależy on od głównie od gęstości tarczy. Przekój czynny określa prawdopodobieństwo zderzenia w jednostce objętości, więc wraz ze wzrotem grubości tarczy rośnie też szansa na zderzenie. Z drugiej strony czym grubsza tarcza, tym większa szansa że produkt reakcji ulegnie dalszym zderzeniom, co nie jest efektem pożądanym. Jądra zderzają się ze sobą i następuje oderwanie z każdego z nich grupy nukleonów. Powstały w ten sposób tzw. prefragment posiada nadmiar energii. Może byćona zgromadzona w postaci rotacji. Energia wiązki i moment pędu decydują o tym jakie stany wzbudzają się w jądrze. Wpływaja one na to, jakie jądra zostaną wyprodukowane w reakcji. Prefragment zamieni się we fragment przyjmując kształt bliski kuli i wyemitowując nadmiar energii. Emisja energii może nastąpić poprzez kwant gamma bądź elektron konwersji. W wyniku zderzenia, z części odciętych z obu jąder, powstają również lekkie produkty reakcji.


Data utworzenia: 28/03/2008 @ 14:26
Ostatnie zmiany: 19/07/2013 @ 13:46
Kategoria : Rodzaje reakcji
Strona czytana 4896 razy


Wersja do druku Wersja do druku

 
Komentarze

Nikt jeszcze nie komentował tego artykułu.
Bądź pierwszy!

 
W3C CSS Meric Graphisme Š 2007 - Licence Creative Commons
^ Góra ^