Задача 3.23

Выход реакции (γ,n) при облучении медной пластинки толщиной d = 1,0 мм γ-квантами энергией 17 МэВ составляет Υ = 4,2·10^-4. Найти сечение данной реакции.

Решение. Число реакций, происходящих в единицу времени на единичной площади мишени толщиной dx, составляет

,

где n – концентрация атомов меди, Ф – плотность потока γ-квантов в рассматриваемой точке мишени. Интегрируя это выражение, получим число реакций, происходящих в единицу времени на единичной площади мишени толщиной d:

.

(3.23.1)

Имеются два фактора, в результате которых плотность параллельного потока первичных γ-квантов уменьшается по мере их движения в мишени. Это, с одной стороны, взаимодействие γ-квантов с атомами (образование электронно-позитронных пар и комптоновское рассеяние), а с другой стороны, уменьшение плотности потока γ-квантов за счет захвата их ядрами меди (реакция (γ,n)). Первый фактор имеет определящее значение, но средняя длина пробега γ-кванта с энергией 17 МэВ в меди до первого взаимодействия с атомом около 5 см (предлагается оценить самостоятельно), т.е. существенно превышает толщину мишени. Мишень, толщина которой много меньше средней длины пробега частиц, называется тонкой. Поэтому в (3.23.1) плотность потока γ-квантов можно считать постоянной по толщине мишени и тогда

,

(3.23.2)

где Ф₀ – плотность потока γ-квантов, падающих на пластинку. Тогда

см² = 0,05 барн.

Используя полученное сечение, рекомендуется самостоятельно оценить среднюю длину пробега γ-кванта до первого взамодействия (γ,n) с ядром меди.

Дата добавления: 2015-07-08