Задача 3.23

Выход реакции (γ,n) при облучении медной пластинки толщиной d = 1,0 мм γ-квантами энергией 17 МэВ составляет Υ; = 4,2·10^-4. Найти сечение данной реакции.

Решение

Число реакций, происходящих в единицу времени на единичной площади мишени толщиной d x составляет

,

где n - концентрация атомов меди, Ф –плотность потока γ-квантов в рассматриваемой точке мишени. Интегрируя это выражение, получим число реакций, происходящих в единицу времени на единичной площади мишени толщиной d:

.

(3.23.1)

Имеются два фактора, в результате которых плотность потока γ-квантов уменьшается по мере их движения в мишени. Это, с одной стороны, образование электронно-позитронных пар и комптоновское рассеяние, а, с другой стороны, уменьшение плотности потока γ-квантов за счет захвата их ядрами меди (реакция (γ,n)). Первый фактор имеет определящее значение и средняя длина пробега γ-кванта с энергией 17 МэВ в меди до первого взаимодействия около 5 см (предлагается оценить самостоятельно), т.е. существенно превышает толщину мишени. Мишень, толщина которой много меньше средней длины пробега частиц, называется тонкой мишенью. Поэтому в (3.23.1) плотность потока γ-квантов можно положить постоянной и тогда

,

(3.23.2)

где Ф ₀ – плотность потока γ-квантов, падающих на пластинку. Тогда

см ² = 0,05 барн.

Используя полученное сечение рекомендуется самостоятельно оценить среднюю длину пробега γ-кванта до первого взамодкйствия с ядром меди.