ФОТОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ

ФОТОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ, ядерный фотоэффект, поглощение атомными ядрами у-квантов с испусканием протонов р, нейтронов n или более сложных частиц. Наиболее изучены Ф. р. (у, р) и (у, n), известны также реакции (у, d), (у, рn), (у, d) и др. Для вырывания из атомного ядра протона или нейтрона (нуклонов) энергия у-кванта e_Y должна превышать энергию связи нуклона в ядре. Сумма эффективных поперечных сечений всевозможных Ф. р. называется сечением поглощения у-кванта ядром. Для всех ядер (за исключением очень лёгких) сечение c_Y при малых и больших энергиях у-кванта мало, а в середине имеется высокий широкий максимум, наз. гигантским резонансом (рис. 1).

Положение гигантского резонанса монотонно уменьшается с ростом массового числа А ядер от 20-25 Мэв в лёгких ядрах до 13 Мэв в тяжёлых. Зависимость энергии Е_т, соответствующей вершине резонанса, от А описывается формулой: E_m = 34 А^-1/6. Ширина резонанса Г~4-8 Мэв; она минимальна у магических ядер- Г (²⁰⁸Рb) = 3,9 Мэв, и максимальна у деформированных ядер - Г (¹⁶⁵Но) = = 7 Мэв. В области гигантского резонанса кривая поглощения не является монотонной, а имеет определённую структуру. У деформированных ядер это двугорбая кривая (рис. 2, а). У лёгких и средних ядер и у нек-рых тяжёлых ядер наблюдается неск. максимумов шириной в сотни кэв (рис. 2, б). Распределение фотенейтронов по энергии в области резонанса близко к максвелловскому (см. Максвелла распределение). Вместе с тем есть отклонения: большим оказывается число нейтронов в высокоэнергетич. области спектра. Распределение фотопротонов в большинстве случаев не является максвелловским.

Гигантский резонанс связывают с возбуждением у-квантами собственных колебаний протонов относительно нейтронов(дипольные колебания). Нуклоны могут покидать ядро непосредственно в процессе дипольных колебаний, но могут испускаться и после их затухания. Упорядоченные колебания нуклонов постепенно переходят в весьма сложное "тепловое" движение. В результате образуется возбуждённое составное ядро, из к-рого "испаряются" протоны или нейтроны. Ширина Г гигантского резонанса определяется "временем жизни" дипольных колебаний. При энергии у-квантов, превышающей энергию гигантского резонанса, поглощающие 7-квант нуклоны, как правило, быстро покидают ядро, дипольные колебания не возникают (ядро не успевает "раскачаться") и механизм Ф. р. является "прямым" (см. Прямые ядерные реакции; напр., при e_Y, >= 70 Мэв механизм поглощения y-квантов становится двухнуклонным). Наряду с дипольными колебаниями в ядре могут возбуждаться квадрупольные, октупольные и др. типы колебаний, но их роль в Ф. р. не существенна. Иногда Ф. р. наз. процессы, в к-рых у-кванты высокой энергии (~1,5*10^-8 эв), поглощаясь ядрами или отдельными нуклонами, вызывают рождение пи-мезонов (напр., у + р->n + п^-;у + р->p+п°) _и др.

элементарных частиц.

Лит.: Айзенберг И. М., Грайнер В., Механизмы возбуждения ядра, пер. с англ., М., 1973; Широков Ю. М., Юдин Н. П., Ядерная физика, М., 1972; Левинджер Д ж., Фотоядерные реакции, пер. с англ., М., 1962. Н. П. Юдин.