Введение

    При столкновении налетающей частицы с атомным ядром между ними происходит обмен энергией и импульсом, в результате чего могут образовываться несколько частиц, вылетающих в различных направлениях из области взаимодействия. Подобные процессы называют ядерными реакциями.
    Ядерные реакции обозначают следующим образом

a₁ + a₂ → b₁ + b₂ + ...,

где a₁ и a₂ - частицы, вступающие в реакцию, а b₁, b₂ ... - частицы, образующиеся в результате реакции.
    Реакция обычно может идти несколькими различными путями, в результате ядерных реакций в конечном состоянии могут образовываться различные частицы

    Начальный этап реакции называется входным каналом. Различные возможные пути протекания реакции на втором этапе называют выходными каналами.

    Если в конечном состоянии образуются две частицы

a + A → b + B,

обычно используют обозначение

A(a,b)B.

где а - налетающая частица, А - ядро мишень, b - легкая частица, образующаяся в конечном состоянии, В - конечное ядро.
    В зависимости от энергии налетающей частицы Е_а при взаимодействии налетающей частицы с ядром А в конечном состоянии могут образовываться различные частицы. Так при взаимодействии протона с ядром ¹⁴N возможны реакции

В приведенном примере взаимодействия протона с ядром ¹⁴N наблюдаются следующие выходные каналы реакции.
Упругое рассеяние - ядерная реакция при которой тип частиц и их квантовые состояния не меняются в результате взаимодействия (а).
В реакции (б) в конечном состоянии образуются те же частицы, что и в начальном состоянии, однако ядро ¹⁴N образуется в возбужденном состоянии. Такой процесс называется процессом неупругого рассеяния.
В реакциях (в-е) образуются частицы, которых не было в начальном состоянии.
Реакции типа (в), когда в конечном состоянии образуется γ-квант, называются реакциями радиационного захвата.
В конечном состоянии могут образовываться как стабильные так и радиоактивные ядра. Так например ядра ^14,15О являются β⁺-радиоактивными.
В реакции (д) в конечном состоянии образуются три частицы.
При достаточно больших энергиях налетающей частицы возможен полный развал ядра на составляющие его отдельные нуклоны (е).
     Мы привели классификацию ядерных реакций по типу частиц, образующихся в выходном канале. Ядерные реакции также классифицируются по типу частиц во входном канале. Так различают реакции под действием легких заряженных частиц p, d, ³He, ³H(t), ⁴He(α), например

p + ¹⁶O →  ¹⁶F + n
 α + ¹⁴N →  ¹⁸F + γ

Реакции под действием -квантов и электронов называют фотоядерными и электроядерными.

+ ¹⁴N→  ¹³N + n
e^- + ¹⁴N →  ¹³C + p + e^-

B качестве налетающих частиц могут использоваться ускоренные ионы.

¹⁶O + ¹⁴N →  ¹³C + ¹⁷F

    Если в качестве налетающих частиц используются заряженные частицы, они должны иметь достаточную кинетическую энергию, для того чтобы преодолеть кулоновское отталкивание ядра и попасть в область действия ядерных сил. (Если энергия заряженной частицы меньше высоты кулоновского барьера, вероятность ядерной реакции будет сильно подавлена.) Пучки частиц необходимых энергий легко получаются на современных ускорителях. Если энергия частицы недостаточна для преодоления кулоновского барьера, то она будет испытывать упругое рассеяние в кулоновском поле ядра, описываемое формулой Резерфорда. Для исследования характеристик атомных ядер и механизмов ядерных реакций используют также нейтроны и гамма-кванты. Для этого применяются различные источники нейтронов и гамма-квантов (см. Источники гамма-излучения, Нейтронные источники).

Основные каналы реакций

Энергия налетающей частицы	Средние ядра (30 < A < 90)	Тяжелые ядра (A > 90)
	Налетающая частица
	n p α d	n p α d
0-1 кэВ	n (упр.) нет заметных реакций нет заметных реакций нет заметных реакций	нет заметных реакций нет заметных реакций нет заметных реакций n (упр.)
1-500 кэВ	n (упр.) n n p γ γ γ n   α	n (упр.) очень небольшое сечение очень небольшое сечение очень небольшое сечение γ
0.5-10 МэВ	n (упр.) n n p n (неупр.) p (неупр.) p n p α α (неупр.) pn     2n	n (упр.) n n p n (неупр.) p (неупр.) p n p γ γ pn     2n
10-50 МэВ	2n 2n 2n p n (неупр.) n n 2n n (упр.) p (неупр.) p pn p np np 3n np 2p 2p d (неупр.) 2p α α (неупр.) t α       Три или более частицы Три или более частицы Три или более частицы Три или более частицы	2n 2n 2n p n (неупр.) n n 2n n (упр.) p (неупр.) p np p np np 3n pn 2p 2p d (неупр.) 2p α α (неупр.) t       Три или более частицы Три или более частицы Три или более частицы Три или более частицы

Таблица взята из Segre Nuclei and Particles 2nd edn 1982 Addison Wesley Publishing Company