Читать книгу Все науки. №9, 2024. Международный научный журнал - Ибратжон Хатамович Алиев - Страница 5

Исследования основывается на анализе облучения мишени быстрыми электронами и гамма-квантами. Постановка задачи запускается с первоначального рассмотрения ситуация облучения потоком электронов с различными энергиями, в том числе приближёнными к резонансным, а позже множества гамма-квантов пластины из кристаллического кремния.

1. Облучение пучком электронов кристаллического кремния

Для исследования, необходимо представить форму выражения (картежа) ядерной реакции облучения (1).

Из выражения наглядно видно, что в реакции участвуют ядра кремний-28 с массой в 27,976926535055 а. е. м., магний-27 с атомной массой в 26,984340655 а. е. м., магний-28 в 27,983875432828 а. е. м., алюминий-27 – 26,98153841555 а. е. м., магний-26 – 25,98259297333 а. е. м., магний-25 – 24,98583697555 а. е. м., натрий-24 – 23,9909630121818 а. е. м. и алюминий-28 – 27,98191009888 а. е. м. Для продолжения анализа первоначально необходимо определение радиуса ядра-мишени (2), откуда возможно вычисление кулоновского барьера ядра (3) – минимальной энергии, необходимая для запуска ядерной реакции всех каналов от второго номера, по причине, что первый канал – канал рассеяния Резерфорда.

Исходя из определённых параметров стало возможно вычисление критической скорости пучка электронов (4), которая достаточно близка к скорости света и составляет 99,52272948% от скорости света

Электроны с указанными энергиями, являются идеальным для проведения ядерной реакции во всех каналах. Среди каналов наглядно наблюдается анализируемый канал рассеяния Резерфорда, частицы, как правило при бомбардировке действуют по нему с определённой вероятностью, то есть часть пучка рассеивается на ядре. Остальная часть частиц могут запустить один из каналов реакции, либо несколько каналов, в редком случае, если пучок не подошёл ни к одному из каналов в отличие от рассеяния Резерфорда, то устанавливается утверждение, что пучок проходит пластину насквозь, без взаимодействия.

На данный момент, необходимо определить вероятность первого канала – рассеяния Резерфорда, для чего вычисляется его ядерное дифференциальное эффективное сечение (5).

Одним из аспектов неупругого взаимодействия, которым является первый канал является степень приближения пучка к ядру. Для вычисления расстояния приближения определяется коэффициент приближения (6), а после минимальная дистанция между пучком и ядром на момент достижения критической скорости (7).

Из полученного значения наглядно видно, что критического приближения по крайней мере до радиуса действия ядерных сил в 10^—15 м не наблюдается. Для вычисления процентного соотношения частиц, действующие согласно кулоновскому рассеяния могут быть определены исходя из свойств пластины, а именно из плотности ядер кристаллического кремния (8), а также толщины пластины (9).

Заданные параметры становятся основной для вычисления указанного процентного соотношения (10).

Из всего количества налетающих частиц, вне зависимости от тока 1,030571061% подвластны рассеянию Резерфорда. Для рассмотрения канала, действующее в данном случае, необходимо проведение анализа выхода отдельно взятого канала (11—17).

Исходя из анализа стало наглядно видно, что ни в одном из случаев вылета протона, позитрона, нейтрона, дейтрона, тритона и альфа-частицы, а также в случае слияния электрона с ядром кристаллического кремния с образованием ядра алюминия-28 не являются возможными и действительны только в критически малом процентном соотношении относительно случаев преодоления порога выхода реакции. Следствием того, что каждый из каналов является эндо-энергетическим, а величина кулоновского барьера больше выхода реакции по модулю только в случае второго и седьмого канала, приводят к определённому заключению.

Ранее оговаривалось, что в случае невозможности проведения какого бы то ни было из каналов реакций, пучок не входит ни в одну из реакций. При том, что вероятность рассмотрение иных каналов реакций с выходом более тяжёлых ионов является нецелесообразным, по причине уменьшения вероятности прохождения канала с ростом массы вылетающей частицы. Исходя из этого, можно сделать заключение, что взаимодействие со стороны пучка электронов космического излучения будет уместным только в случае рассеяния Резерфорда, только для 1,030571061% частиц, остальные частицы будут пролетать мишень насквозь.