
【化】 reaction cross-section
feedback; reaction; response
【医】 reaction; response
section
【化】 cross profile; cross section
反应截面(reaction cross-section)是核物理与化学反应动力学中的核心概念,用于量化微观粒子间发生特定相互作用的概率。其英文对应词为"reaction cross-section",字面含义指粒子碰撞过程中等效的几何作用面积。
从物理本质理解,反应截面σ的数学表达式可表示为: $$ σ = frac{N}{Phi n} $$ 其中N是单位时间内发生的反应次数,Φ为入射粒子通量,n是靶物质单位体积内的粒子数。该量纲为面积单位(通常用靶恩barn表示,1 barn=10⁻²⁴ cm²),反映特定反应发生的空间概率特性。
根据《原子核反应理论》分类,反应截面包含:
在应用层面,该参数对核能开发(如核反应堆设计)、放射性医学(放射剂量计算)和天体物理(恒星核合成研究)具有关键指导价值。国际原子能机构(IAEA)的核数据库持续更新各类核素的反应截面实验数据。
反应截面是核物理和粒子物理中的重要概念,用于描述入射粒子与靶核发生相互作用的概率。以下从多个角度详细解释其含义及相关特性:
反应截面((sigma))的数学定义为: $$ sigma = frac{text{反应粒子数}}{text{入射粒子数} times text{单位面积靶核数}} $$ 即单位时间内发生的反应数,与入射粒子流强度、靶核密度及厚度相关。例如,若入射粒子束强度为(I),靶的横截面积为(S),靶核密度为(N),厚度为(h),则反应截面公式可表示为: $$ sigma = frac{Delta n}{N h I S} $$ 其中(Delta n)为单位时间内的反应数。
反应截面可能大于或小于原子核的几何截面。例如,某些核反应(如共振反应)的截面远大于核的实际横截面积,而低能中子俘获反应的截面可能更小。
假设一束粒子轰击薄靶,若每个靶核提供反应截面(sigma),则总反应概率为(sigma N h)((N)为靶核密度,(h)为厚度)。这一模型直观体现了截面的概率特性。
总结来看,反应截面是核反应研究中的核心参数,既包含理论意义,又在核能开发、粒子实验等领域具有实际应用价值。
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