Прямые ядерные реакции

    Кроме механизма ядерной реакции, идущей через составное ядро, когда в процесс вовлекается все ядро, возможен и другой механизм, когда налетающая частица взаимодействует с небольшим количеством нуклонов ядра. Это так называемые прямые реакции. В этом случае можно ожидать заметной асимметрии в угловых распределениях, например, вылета частиц преимущественно в переднюю полусферу в с.ц.и., так как импульс вперед налетающей частицы больше среднего импульса назад, приходящегося на участвующие во взаимодействии частицы ядра-мишени. То обстоятельство, что частицы взаимодействуют не свободно, а в поле тяжелого кора ядра, которому передают часть своего импульса, может несколько усложнить эту картину и в некоторых случаях привести к появлению максимумов под задними углами и даже привести к симметричному относительно 90⁰ угловому распределению. Наличие асимметрии вперед-назад в угловых распределениях является четким свидетельством о том, что реакция идет через прямой механизм. Прямые процессы преобладают, когда ядру передается относительно небольшая энергия. Прямые процессы при не слишком высокой энергии идут преимущественно на поверхности ядра.
    Поверхностный характер прямых реакций ведет к появлению дифракционной картины в угловых распределениях вылетающих частиц. Так как передача энергии ядру небольшая, то для импульсов можно записать

|p| = |_i| ≈ |_f|,

Рис. 3.

где _i, _f - импульсы налетающей и вылетающей частиц соответственно. То есть практически вектор импульса меняет лишь направление. Как видно из рис. 3, имеем

, (3.22)

где |q| - величина переданного импульса. Учитывая поверхностный характер процесса, в классическом пределе можно записать

qR l,

где l - переданный момент. В результате получим

. (3.23)

Так как l может принимать только целочисленные значения угловое распределение поверхностной реакции будет обнаруживать максимумы при углах рассеяния для которых величина qR/ћ принимает целочисленные значения.
    Из закона сохранения момента количества движения следует, что

|_i + _i + _f + _f|_min ≤ Δl ≤ J_i + s_i + J_f + s_f, (3.24)

где J_i и J_f -спины ядер в начальном и конечном состояниях, s_i и s_f - спины налетающей и вылетающей частиц.
    Из закона сохранения четности следует

P_f = P_i(-1)^Δl, (3.25)

где P_i и P_f - четности ядер в начальном и конечном состояниях.