Absorpcja neutronów
Wychwyt radiacyjny
Wychwyt radiacyjny polega na pochłonięciu neutronu i emisji fotonu gamma. Jest bardzo istotnym zjawiskiem w przypadku jąder ciężkich. Dla tych jąder przekrój czynny na to zjawisko dla niskich energii ma charakter rezonansowy.
Na rysunku przedstawiono przekrój czynny na wychwyt radiacyjny w pobliżu rezonansu.
Absorpcja z emisją cząstek naładowanych
Absorpcja neutronu może dać w wyniku emisję cząstki naładowanej( protonu lub cząstki alfa). Takie reakcje są zazwyczaj endotermiczne (pochłaniają energię), stąd do ich zajścia niezbędna jest pewna progowa energia neutronu. Istnieją jednak lekkie izotopy, które są wyjątkiem od tej reguły. Jedną z takich substancji jest 5 B10. W wyniku absorpcji emitowana jest cząstka alfa. Poniżej przedstawiamy przekrój czynny na tą reakcję.
Przekrój czynny na tę reakcję jest odwrotnie proporcjonalny do energii ( a więc i do prędkości), co pozostaje w sprzeczności z teorią rozpadu a, gdyż ta cząstka, aby wydostać się z jądra potrzebuje pewnej energii (bariera potencjału odczuwana przez tą cząstkę to około 20MeV, ale cząstka alfa może tunelować). Prawdopodobięństwo przeniknięcia bariery potencjału przez cząstkę alfa dane jest wzorem (z teorii Gamowa[1]):
gdzie Ea energia cząstki alfa, V bariera potencjału (V=V(r) zależy od promienia, czyli odległości od jądra), granice całkowania odpowiadają punktom wniknięcia i wyjścia z bariery (punkt wyjścia z bariery zależy od energii cząstki, bariera bowiem zanika z odległością). Wraz ze wzrostem energii maleje wartość wykładnia we wzorze, tak więc niewielkie zmiany energii wprowadzają duże zmiany prawdopodobieństwa przeniknięcia. Wzrost energii powoduje zwiększenie tego prawdopodobieństwa. Przyjmując, że neutron, który wniknął do jądra oddziałuje z, będącą wewnątrz jądra, cząstką alfa, przekrój czynny na tą reakcję powinien rosnąć wraz z energią neutronu. Tak jest dla większości pierwiastków, wyjątek stanowi m.in. przytoczony wyżej izotop.
Powrót do strony głównej