WikiSort.ru - Не сортированное

Дифференциальное сечение рассеяния

В случае упругого рассеяния пучка частиц рассеянные частицы вылетают под разными углами по отношению к направлению импульса падающей частицы используется. Детальное описание этого процесса даёт дифференциальное эффективное сечение (${\displaystyle {\mathrm {d} \sigma \over \mathrm {d} \Omega }}$ ), в определение которого вместо полного числа взаимодействий в единицу времени входит дифференциал числа взаимодействий в единицу времени ${\displaystyle \mathrm {d} N}$ в результате которых частица сорта 1 приобрела импульс с направлением в элементе телесного угла (${\displaystyle \mathrm {d} \Omega }$ ):

${\displaystyle \mathrm {d} \sigma ={\frac {\mathrm {d} N}{n_{1}v_{1}n_{2}V}}}$ или ${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} \sigma }{\mathrm {d} \Omega }}={\frac {\frac {\mathrm {d} N}{\mathrm {d} \Omega }}{n_{1}v_{1}n_{2}V}}}$

Интегрирование по полному телесному углу даёт полное сечение, для рассеяния на любые углы:

${\displaystyle \sigma =\int {d\sigma \over d\Omega }d\Omega }$

При наличии неупругих взаимодействий полное сечение складывается из сечения для упругих и неупругих рассеяний. Для каждого типа (канала) неупругих взаимодействий может быть введено отдельное эффективное сечение.

Дифференциальное сечение реакции

При прохождении через мишень, частицы сорта ${\displaystyle 1}$ сталкиваются с частицами сорта ${\displaystyle 2}$ и вступают в реакцию ${\displaystyle 1+2\rightarrow 3+4}$ , в результате которой из мишени вылетают частицы сорта ${\displaystyle 3}$ и ${\displaystyle 4}$ . Обозначим как ${\displaystyle dN}$ число частиц сорта ${\displaystyle 3}$ или ${\displaystyle 4}$ , которые за 1 сек пролетают через элемент ${\displaystyle dS}$ поверхности, стягивающей бесконечно малый элемент телесного угла ${\displaystyle d\Omega }$ . Эффективным сечением называется величина ${\displaystyle d\sigma ={\frac {dN}{n_{1}v_{1}n_{2}V}}}$ . Дифференциальное эффективное сечение равно отношению эффективного сечения к элементу телесного угла ${\displaystyle {\frac {d\sigma }{d\Omega }}={\frac {\frac {dN}{d\Omega }}{n_{1}v_{1}n_{2}V}}}$ . Интегральное эффективное сечение равно ${\displaystyle \sigma =\int d\sigma =\int {\frac {d\sigma }{d\Omega }}d\Omega ={\frac {N}{n_{1}v_{1}n_{2}V}}}$ , где ${\displaystyle N}$ - полное число вылетающих в единицу времени из тонкой мишени частиц ${\displaystyle 3}$ или ${\displaystyle 4}$ .

Нейтронные сечения ядер

Взаимодействие ядра атома и нейтрона является краеугольным камнем ядерных технологий. Вероятность взаимодействия ядра и нейтрона именуют полным сечением. Процесс взаимодействия может происходить по нескольким схемам. Вероятность каждой конкретной схемы (ее сечение взаимодействия) зависит от состава ядра и кинетической энергии нейтрона:

• Упругое рассеяние, при котором ядро сохраняет целостность. Нейтрон и ядро изменяют свою кинетическую энергию в соответствии с законами механики. Вероятность такого сценария характеризует сечение рассеяния.
• Ядерная реакция, при которой ядро поглощает нейтрон (нейтронный захват). Ее вероятность характеризуется сечением захвата. Существует множество сценариев последствий захвата нейтрона, каждый из которых также может характеризоваться своим сечением. Например, некоторые ядра после захвата становятся нестабильны и распадаются. Такую вероятность характеризуют сечением деления.
• Неупругое рассеяние, при которой ядро разваливается под ударом нейтрона.