при взаимодействии с ядрами тяжелых элементов. Например, при соударении быстрого нейтрона с ядром урана потеря энергии нейтроном составляет 0,1…0,2 первоначальной энергии, в то время как при упругом соударении этих частиц средняя потеря энергии нейтрона ввиду большого отношения масс составляет около 0,01 первоначальной энергии. Реакция идет параллельно, например, с упругим рассеянием при взаимодействии нейтрона с протоном. Часть соударений приводит к захвату нейтрона протоном с образованием ядра тяжелого водорода-дейтрона; масса этого ядра меньше, чем сумма масс протона и нейтрона на 0,00234 а.е.м. (дефект массы), что соответствует энергии 2,2 МэВ, которую выделяет ядро.
Ядерные реакции с захватом нейтрона ведут к образованию различных изотопов; они имеют большое практическое значение, в частности, при производстве радиоактивных изотопов. Если энергия нейтрона достаточно велика, то реакция захвата может происходить с испусканием ядром протона. Образовавшееся в результате ядро отдачи отлично от ядра-мишени, т.е. происходит превращение одного элемента в другой.
Примером такого превращения является образование азота 167N в результате взаимодействия кислорода 168O с нейтронами, имеющими энергию выше 10 МэВ. Эта реакция записывается так: 168O (n, р) 167N.
Рис. 1.7. Схема реакции синтеза ядер дейтерия и трития с образованием ядра гелия и вылетом нейтрона
К числу ядерных реакций превращения относятся реакции синтеза двух легких ядер в одно ядро более тяжелое и более устойчивое (термоядерные реакции). Так, при столкновении двух легких ядер дейтерия 21H и трития 31H образуется промежуточное ядро 52He, которое испускает нейтрон и переходит в ядро отдачи 32He. Эта реакция записывается так: 31H (d, n) 32He, где d – ядро дейтерия.
Дефект массы реакции будет равен 0,1894 а.е.м. и ей соответствует энергия связи 17,6 МэВ. Следовательно, эта реакция происходит с выделением энергии, которая в данном случае выделяется в виде кинетической энергии нейтрона и атома гелия.
Примером реакции превращения, но с поглощением энергии, может служить реакция 63Li (р, n) 74Be, при которой ядро лития бомбардируется протоном; образующееся промежуточное ядро испускает нейтрон и получается ядро отдачи с тем же массовым числом, но с зарядом на единицу больше. Дефект массы реакции составляет 0,00175 а.е.м., а энергия равна (—1,63) МэВ.
Знак минус означает, что реакция происходит с поглощением энергии. Если ударяющий протон имеет энергию, равную или больше 1,63 МэВ, то реакция происходит за счет поглощения кинетической энергии протона, если же она менее этой величины, то реакция произойти не может.
1.2.2. Ядерные реакции деления
Ядерная реакция деления заключается в том, что возбужденное промежуточное ядро, образующееся при захвате бомбардирующей частицы, делится на две части (осколка), сравнимые по величине. Деление
