Нейтронный захват

Ядерные процессы

Радиоактивный распад Альфа-распад Бета-распад Кластерный распад Двойной бета-распад Электронный захват Двойной электронный захват Гамма-излучение Внутренняя конверсия Изомерный переход Нейтронный распад Позитронный распад Протонный распад Спонтанное деление Нуклеосинтез Термоядерная реакция Протон-протонный цикл CNO-цикл Тройной альфа-процесс Гелиевая вспышка Горение углерода Углеродная детонация Горение неона Горение кремния Нейтронный захват r-процесс s-процесс Захват протонов: p-процесс rp-процесс Нейтронизация Реакции скалывания

Нейтро́нный захва́т — вид ядерной реакции, в которой ядро атома соединяется с нейтроном и образует более тяжёлое ядро:

(A, Z) + n → (A+1, Z) + γ.

Нейтрон может приблизиться к ядру даже при околонулевой кинетической энергии, так как является электрически нейтральным, в отличие от положительно заряженного протона, который может быть захвачен лишь при достаточно большой энергии, позволяющей преодолеть электростатическое отталкивание.

Дочернее ядро

В результате реакции захвата нейтрона образуется более тяжёлый изотоп того же элемента, как правило, в высоковозбуждённом состоянии. Возбуждение обычно снимается переходом ядра на основной уровень с излучением одного или нескольких гамма-квантов; у тяжёлых ядер возможно деление. Образовавшееся в результате нейтронного захвата ядро может быть как стабильным, так и радиоактивным. Активация материалов в результате нейтронного облучения (в частности, в ядерных реакторах) является значимым источником радиоактивных отходов. Захват нейтронов используется в нейтронно-активационном анализе исследуемое вещество облучается нейтронами, после чего определяется количество радиоактивных ядер, образовавшихся в результате захвата, что даёт информацию о составе вещества.

Сечение захвата

Типичные сечения захвата теплового нейтрона ядрами составляют порядка 1 барна (близко к геометрическому поперечному сечению ядра), однако для некоторых нуклидов наблюдаются отклонения на несколько порядков в сторону как увеличения, так и уменьшения сечения захвата. Сечения захвата быстрых нейтронов значительно меньше; с ростом энергии сечение уменьшается обратно пропорционально скорости нейтрона.

Нуклеосинтез

Первичный нуклеосинтез

В течение первых нескольких минут после Большого взрыва все нейтроны, образовавшиеся в результате бариогенезиса, были либо захвачены протонами (с образованием дейтронов), либо распались. Измерения первичной распространённости лёгких элементов (дейтерия, гелия, лития) позволяют исследовать этот период ранней Вселенной.

Звёздный нуклеосинтез

Нейтронный захват очень важен для процесса нуклеосинтеза элементов тяжелее железа. Выделяют 2 вида захватов: быстрый r-процесс (проходящий при высокой плотности нейтронов, когда бета-радиоактивные ядра — продукты захвата не успевают распасться до момента следующего захвата нейтрона) и медленный s-процесс (в этом случае скорость захватов меньше скорости бета-распада).

Ссылки

• Нейтронный захват в Астронет