Effektiv kesim yuzi
Effektiv kesma — bu oʻzaro taʼsir qiluvchi ikkita zarrachalar tizimining maʼlum bir yakuniy holatga oʻtish ehtimolini tavsiflovchi fizik miqdor, maqsadli zarrachalar bilan nishonga tushadigan oqim zarralarining toʻqnashuvining miqdoriy xarakteristikasi. U atom va yadro fizikasida zarrachalar nurlarining nishonlarga tarqalishini oʻrganishda keng qoʻllaniladi.
Effektiv kesma maydonning oʻlchamiga ega. Vizual ravishda, bu qiymat maqsadni tashkil etuvchi zarrachalar kesimlarining shartli yigʻindisi sifatida ifodalanishi mumkin. Ushbu nishonni bir xil oqim bilan nurlantirganda, oqimni tashkil etuvchi zarralar ushbu kesmaga tushishi kerak. Koʻrib chiqilayotgan oʻzaro taʼsir kanalida „oʻtkazib yuborilgan“ zarralar ishtirok etmaydi.
Taʼrifi
Effektiv kesma oʻzaro taʼsirlar sonining nisbati sifatida aniqlanadi
N
{\displaystyle N}
turdagi zarrachalar oqimi uchun vaqt birligi uchun
1
{\displaystyle 1}
-zarracha zichligi bilan
n
1
{\displaystyle n_{1}}
tezlikda uchish
v
1
{\displaystyle v_{1}}
turdagi zarralardan tashkil topgan nishonga tushish
2
{\displaystyle 2}
-zarracha zichligi bilan
n
2
{\displaystyle n_{2}}
va hajmi
V
{\displaystyle V}
oqim zichligiga
n
1
v
1
{\displaystyle n_{1}v_{1}}
va nishondagi zarrachalar soniga
n
2
V
{\displaystyle n_{2}V}
bogʻliq kattalikdir:
σ
=
N
n
1
v
1
n
2
V
{\displaystyle \sigma ={\frac {N}{n_{1}v_{1}n_{2}V}}}
Bunday kesma, masalan, yutilish jarayonini (neytron yoki fotonni) yetarli darajada toʻliqligi bilan tavsiflaydi. Maʼlum boʻlgan yutilish kesimidan va yutish markazlarining zichligi
n
2
{\displaystyle n_{2}}
yutilish koeffitsientini hisoblashingiz mumkin
μ
{\displaystyle \mu }
maqsadli materialdagi 1-darajali zarralar:
μ
=
n
2
σ
.
{\displaystyle \mu =n_{2}\sigma .}
Differensial sochilish kesimi
Elastik zarrachalar nurining tarqalishida, sochilgan zarrachalar ishlatilgan zarrachaning momentum yoʻnalishiga nisbatan turli burchaklarda chiqariladi. Ushbu jarayonning batafsil tavsifi
differensial samarali kesmani beradi
(
d
σ
d
Ω
)
{\displaystyle \left({\mathrm {d} \sigma \over \mathrm {d} \Omega }\right)}
, uning taʼrifi vaqt birligidagi oʻzaro taʼsirlarning umumiy soni oʻrniga vaqt birligidagi oʻzaro taʼsirlar sonining differentsialini oʻz ichiga oladi.
d
N
{\displaystyle \mathrm {d} N}
buning natijasida 1-toifa zarracha qattiq burchak elementida yoʻnalishga ega boʻlgan impulsga ega boʻldi (
d
Ω
{\displaystyle \mathrm {d} \Omega }
):
d
σ
=
d
N
n
1
v
1
n
2
V
{\displaystyle \mathrm {d} \sigma ={\frac {\mathrm {d} N}{n_{1}v_{1}n_{2}V}}}
yoki
d
σ
d
Ω
=
d
N
d
Ω
n
1
v
1
n
2
V
{\displaystyle {\frac {\mathrm {d} \sigma }{\mathrm {d} \Omega }}={\frac {\frac {\mathrm {d} N}{\mathrm {d} \Omega }}{n_{1}v_{1}n_{2}V}}}
Toʻliq burchak ustidagi integral har qanday burchakda tarqalish uchun
umumiy kesmani beradi:
σ
=
∫
d
σ
d
Ω
d
Ω
{\displaystyle \sigma =\int {d\sigma \over d\Omega }d\Omega }
Noelastik oʻzaro taʼsirlar mavjud boʻlganda, umumiy kesma elastik va noelastik sochilish uchun kesmalarning yigʻindisidir. Elastik oʻzaro taʼsirlarning har bir turi (kanali) uchun alohida samarali kesma kiritilishi mumkin.
Differensial reaksiya kesmasi
Nishondan oʻtayotganda, zarrachalar
1
{\displaystyle 1}
-turdagi zarralar bilan toʻqnashadi
2
{\displaystyle 2}
- va reaksiyaga kirishadi:
1
+
2
→
3
+
4
{\displaystyle 1+2\rightarrow 3+4}
, buning natijasida
3
{\displaystyle 3}
Va
4
{\displaystyle 4}
turdagi zarralar sifatida belgilangan
d
N
{\displaystyle dN}
sinf zarralari soni
3
{\displaystyle 3}
yoki
4
{\displaystyle 4}
, bu element orqali 1 soniyada oʻtadi va
d
Ω
{\displaystyle d\Omega }
fazoviy burchakning cheksiz kichik elementini qamrab oluvchi sirt
d
S
{\displaystyle dS}
. Effektiv kesma — bu
d
σ
=
d
N
n
1
v
1
n
2
V
{\displaystyle d\sigma ={\frac {dN}{n_{1}v_{1}n_{2}V}}}
. Differensial effektiv kesma effektiv kesmaning fazoviy burchak elementiga nisbatiga teng
d
σ
d
Ω
=
d
N
d
Ω
n
1
v
1
n
2
V
{\displaystyle {\frac {d\sigma }{d\Omega }}={\frac {\frac {dN}{d\Omega }}{n_{1}v_{1}n_{2}V}}}
. Integral effektiv kesma teng
σ
=
∫
d
σ
=
∫
d
σ
d
Ω
d
Ω
=
N
n
1
v
1
n
2
V
{\displaystyle \sigma =\int d\sigma =\int {\frac {d\sigma }{d\Omega }}d\Omega ={\frac {N}{n_{1}v_{1}n_{2}V}}}
, Qayerda
N
{\displaystyle N}
yupqa nishondan vaqt birligida chiqarilgan zarrachalarning umumiy soni
3
{\displaystyle 3}
yoki
4
{\displaystyle 4}
.
Yadro fizikasi
Samarali kesma yadro va neytron fizikasida ikkita zarracha toʻqnashganda maʼlum bir yadro reaksiyasining yuzaga kelish ehtimolini ifodalash uchun keng qoʻllaniladi.
Atom yadrosining odatiy radiusi taxminan 10−14 м ni tashkil qiladi, yaʼni yadro kesmasi taxminan 10−28 м² ni tashkil qiladi. Zarrachalarning yadro bilan oʻzaro taʼsiri uchun kesmalarning taxminan bir xil qiymatga ega boʻlishini kutish mumkin. U oʻz nomini oldi — omborxona — va odatda yadro reaktsiyalarining kesimini oʻlchash birligi sifatida ishlatiladi. Biroq, aslida, reaktsiya kesimlari juda keng diapazonda oʻzgarishi mumkin.
Agar yadro radiusi tushayotgan zarrachaning de Broyl toʻlqin uzunligidan katta boʻlsa (yuqori energiyalar), u holda maksimal kesma yadroning geometrik oʻlchamlari (πR²) bilan aniqlanadi. Kam energiyali mintaqada maksimal kesma, aksincha, de Broyl toʻlqin uzunligi bilan belgilanadi. Kesmalarning haqiqiy qiymatlari maksimal qiymatlardan ancha kichik boʻlishi mumkin, ular zarrachalarning energiyasiga, reaktsiya turiga, zarrachalarning aylanish yoʻnalishiga bogʻliq.
Yadrolarning neytron kesimlari
Atom yadrosi va neytron oʻrtasidagi oʻzaro taʼsir yadro texnologiyasining asosiy qismidir. Yadro va neytron oʻrtasidagi oʻzaro taʼsir qilish ehtimoli
umumiy kesma deyiladi. Oʻzaro taʼsir jarayoni bir necha usulda sodir boʻlishi mumkin. Har bir aniq sxemaning ehtimoli (uning oʻzaro taʼsir kesimi) yadro tarkibiga va neytronning kinetik energiyasiga bogʻliq:
Manbalar
uz.wikipedia.org