Реакции под действием протонов

При бомбардировке ядер протонами могут идти реакции типа (р, a),(р, n),(р, g).

Реакции типа (р, a) бывают обычно экзоэнергетическими. В соответствии энергетической диаграммой ядерной реакции, изображенной на рис. 4.4.1а, энергия реакции Q = ε_a - ε_b. Так как ε_р ≈ 8 МэВ, а энергия связи α-частицы ε_α в ядре изменяется, согласно таблицы 4.6.1, от 8 до –5 МэВ, то Q > 0.

Однако вылету α-частицы из ядра препятствует кулоновский барьер и вероятность вылета из тяжелых ядер не может быть большой, так как для сообщения α-частице большой кинетической энергии возбужденное составное ядро должно переходить на нижние, редко расположенные энергетические уровни, а вероятность таких переходов мала.

Для легких ядер, у которых кулоновский барьер невелик и составляет несколько МэВ, проблем с вылетом α-частиц нет. Например, реакции на легких ядрах

	(4.6.10)
	(4.6.11)

были одними из первых, полученных на ускорителях протонов Кокрофтом и Уолтоном в 1932 г.

Реакции типа (р, n) являются всегда эндоэнергетическими с энергией реакции Q меньше, чем -0,8 МэВ. По определению

.

(4.6.12)

Но

(4.6.13)

а

,

(4.6.14)

иначе ядро А будет переходить в ядро В путем β-распада. Подставив неравенства (4.6.13) и (4.6.14) в (4.6.12), получим следующий результат

Например,реакция

(4.6.16)

имеет Q = -2,76 МэВ.

Ввиду того, что в результате реакции (р, n) дочернее ядро приобретает добавочный протон, оно, как правило испытывает β⁺-распад или Е‑захват. Ядро , возникающее в реакции (4.6.15), не является исключением.

Реакции (p, n) часто используют для получения монохроматических нейтронов (см. §4.9).