教案課程名稱：核物理授課教師賀強授課對象2007放射授課時間2011授課題目第四章原子核反應課型理論使用教具多媒體教鞭教學目的掌握核反應表達式及放射性核素制備了解核反應機制教學重點和難點重點核反應表達式及放射性核素制備難點核反應機制參考教材核輻射物理學RadioisotopicMethodsforBiologicalandMedicalResearch教學內容時間分配及備注第四章原子核反應（AtomicNuclearReaction）核反應：原子核與原子核，或者原子核與其他粒子（例如中子、光子等）之間的相互作用所引起的各種變化。第一節原子核反應過程概述一、概論核反應方程a+A—b+B簡寫成A（a，b）B，稱為（a，b）反應式中：A－靶核（target）；a－入射粒子；b－出射粒子；B－剩余核（residue）。討論二體反應A（a，b）B。反應道(reactionchannel)：每種可能的反應過程稱之為反應道。反應前過程稱為入射道，反應后過程稱之為出射道。例如：反應；出射粒子與入射粒子相同的反應稱為核散射(Scattering)，其中：總動能守恒稱為彈性散射(elasticscattering)；總動能不守恒，一部分成為剩余核的激發能,為非彈性散射(inelasticscattering)。二、核反應中的守恒定律(1)電荷數、核子數守恒以為例。電荷數：7+2=8+1；質量數：14+4=17+1。(2)能量、動量守恒（一般靶核為靜止，動量為０）。(3)角動量守恒反應前角動量分別為入射粒子、靶核的自旋和兩者相對運動軌道角動量。反應后角動量分別為出射粒子、剩余核的自旋和兩者相對運動軌道角動量。(4)宇稱守恒反應前宇稱；反應前宇稱核反應機制（一）、核反應的復合核理論1.復合核模型的基本假設1).按核反應的復合核模型核反應可以分為相互獨立的兩個階段：第一階段是復合核的形成，即入射粒子被靶核吸收，形成一個處于激發態的復合核；第二階段是復合核的衰變為出射粒子和剩余核。即復合核模型的基本思路與描述核結構的液滴模型相同。也是把原子核比作液滴。當入射粒子射入靶核后，它與周圍核子發生強烈相互作用，能量在核子之間傳遞，經過無數次碰撞，最后，核子間的能量傳遞達到了動平衡。至此完成了復合核的形成階段。可比作液滴的加熱。復合核的激發能由入射粒子的相對運動動能（即在質心系的動能）和入射粒子與靶核的結合能之和：復合核形成后，并不立刻進行衰變。起始激發能由個核子平均分配，經多次碰撞，使一個核子具有足夠的能量脫離復合核而衰變，需經過。這與液滴中蒸發出液體分子的情況相似，所以，復合核通過發射粒子而退激的過程也叫做粒子蒸發。如激發能足夠高，可以以多種方式衰變，而且，復合核輻射出射粒子而衰變成生成核的過程，與復合核形成的方式無關。（二）、核反應的三階段理論第一階段獨立粒子階段第二階段復合系統階段表面直接作用、體內直接作用、多次碰撞、集體激發。第三階段最后階段第三節核反應能和閾能一、核反應能1.反應能對核反應靜止質量相應動能由能量守恒可見，反應能可以由各粒子的原子質量求出，以核反應為例得到若為放能反應；為吸能反應。2.方程—反應能與反應中有關粒子的動能的關系如何由入射和出射粒子求反應能？由動量守恒，且假定靶核靜止利用為粒子動能代入以質量數之比代替原子質量之比，得到可見，在入射粒子動能已知的情況下，只要測量角方向的出射粒子的動能，即可求。稱之為方程。3.核反應閾能入射粒子的動能除作為反應能外還須提供為反應產物的動能。為此，在質心坐標系（系）中求解最為方便。表示要使反應能發生，入射粒子在系中的動能至少等于，并定義為閾能在上述核反應中。第四節核反應截面核反應截面－發生核反應概率的大小。1.核反應截面假設：討論對象為薄靶，即靶厚足夠小。入射粒子垂直入射通過靶時能量不變。單位時間內入射粒子與靶核發生核反應數為式中：入射粒子流強度即單位時間內單位面積入射粒子數；是單位體積靶核數；為靶厚；為單位面積靶核數。所以式中稱為截面代表單位面積一個粒子打到單位面積內只有一個靶核的靶發生核反應的概率。其量綱為面積。單位為“巴”。巴＝2.分截面、總截面及激發曲線1)分截面：為一個反應道的截面，如，，...；2)總截面（截面）；3)激發曲線的函數關系對各向同性，所以。3.微分截面設單位時間出射到方向單位立體角的粒子數＝所以。核反應類型帶電粒子引起的核反應1、質子引起的核反應（p，γ）（p，d）（p，n）（p，α）2、氘核引起的核