Стимулирование бета-распада атомных ядер высокоэнергетическим электромагнитным излучением

• Автор: Карелин, Константин Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 122 с. : ил.

1 Эндотермический бета-распад ядер, стимулированный элек-
• тромагнитным излучением
1.1 Амплитуда и вероятность фото-бета-распада
1.2 Метод расчета радиальных интегралов от лептонных волновых функций
1.3 Расчет сечения фото-бета-распада
1.4 Оценка вклада ’’обходных” переходов в вероятность процесса фото-бета-распада

2 Воздействие высокотемпературного излучения на ядерный
бета-распад
2.1 Реакция фото-бета-распада, индуцированная фотонами с план-ковским спектром частот
2.2 Синтез ’’обойденных” элементов в массивных звездах на основе
фото-бета-распада
2.2.1 Возможные механизмы синтеза р-ядер
2.3 Расчеты распространенностей р-ядер во Вселенной
3 Воздействие синхротронного излучения на ядерный бета-распад

3.1 Спектр синхротронного излучения
3.2 Стимулирование распада /3~-стабильных ядер синхротронным излучением
3.3 Ускорение естественных /3~-переходов синхротронным излучением
Заключение
Приложения
А Расчет спин-угловых частей амплитуды фото-бета-распада

В Расчет распространенности ’’обойденного” элемента 80Кг
на основе процесса фото-бета-распада ядра 808е
Литература

• Исследование внешних воздействий на различные физические процессы в веществе или в отдельных его структурных элементах является одной из основных задач современной физики. Актуальность таких исследований обусловлена, с одной стороны, введением в действие в ряде ведущих научных центров все более мощных источников электромагнитных излучений и ускорителей различных типов частиц, а, с другой - ценностью получаемой информации о свойствах объектов исследования и новых явлениях.
Многие достижения в этой области в физике атомов и молекул связаны с воздействием на их характеристики путем облучения лазерными полями. Здесь и многофотонная ионизация атомов, и эффекты, обусловленные изменением спектров атомов и молекул во внешнем поле, генерация высоких гармоник, многоэлектронный туннельный эффект и многое другое (смотри, например, [1, 2]).
В последнее время большие перспективы в области внешних воздействий на физические процессы открываются и в связи с появлением в научных центрах ряда стран (США, Япония, Германия и др.) новых источников мощного электромагнитного излучения — синхротронного, обладающего рядом уникальных характеристик [3]. Здесь и широкий спектральный диапазон вплоть до рентгеновской области с перспективой получения жестких фотонов с энергией до нескольких МэВ, и большая мощность, и острая коллимированность, приводящая к высокой яркости источника, и естественная поляризация

ние плоских волн. Для вероятности такого процесса в нагретой среде в [52] было получено выражение

р(7) (Я(г) , о(Л _ аеМА [ (1ш
^’° V 0 0 / 27Г4 У ш(ехр(ш/Т) — 1)

ш—Дч
х у йб(и;+1-е-Д)2 [2(о/ — е)(е2 — 1)1/2+

+(ш2 - 2ше + 2е2) 1п(е + (е2 - I)1/2)] = МА2 • Р$ -> /?$Л)
(индексом ”0” у величин и Р^70 отражен неучет кулоновского взаимодействия).
Чтобы выявить, насколько существенен в процессе фото-бета-распада учет кулоновского поля ядра, был произведен расчет и сравнение величин Р^ (/?« —> рЦ^ (ф-ла (2.1)) и Р^7д —> /?о^) (ф-ла (2.2)) в зависимости от параметров: энергетического порога Д, температуры среды Т и зарядового числа Z. Результаты расчетов представлены на рис. 2.1-2.3. Напомним, что для перехода к абсолютным величинам вероятности реакции следует произвести умножение Р^ -> (ф) и Рр]д на усредненную величину ядерного матричного элемента, которая, согласно оценке (1.48), равна МА2 и 5 • 10-25.
На рис. 2.1 для модельного ядра с Z = 32 приведена зависимость скорости фото-бета-распада от температуры Т при различных значениях параметра Д. Видно, что во всех случаях скорость фото-бета-распада растет с увеличением температуры, причем при малых температурах этот рост более значителен. Этот результат понятен. Как известно, максимум излучения планковского спектра приходится на величину и 3Т, а пороговая энергия Д отсекает ту часть энергий, которая не соответствует условию и > Д. Естественно, чем больше величина Т при заданной пороговой энергии, тем по большей части планковского спектра проходит интегрирование в формулах (2.1) и (2.2)