关于全熔合反应介绍

[拼音]：quanronghe fanying

[外文]：complete fusion

一种重离子核反应。它既包括复合核过程，也包括中间复合系统经历预平衡发射后再达到复合核的过程。后一种复合核的质量要比d核与靶核的质量之和小。全熔合截面是实验测得的产生重剩余核的截面，对于重的中间复合系统，全熔合截面还应包括对称裂变截面（见核裂变）。当d核同靶核电荷数的乘积接近或超过2000时，由于库仑排斥力太大，全熔合截面在总反应截面中所占比例很小，甚至可以忽略。

人工合成超铀元素主要是通过全熔合反应形成复合核而后蒸发中子的方式得到的。所以，全熔合反应在原子核反应中占有较重要的地位。在重离子核物理发展的初期，人们就已经注意研究全熔合反应。

全熔合反应牵涉到多维的变形运动，详细的动力学描述比较复杂，有几种大同小异的简单模型可以描述其反应截面的基本特征。下面介绍一种常见的简单模型──锐截止模型。

（1）对于能量在库仑势垒附近的入射离子，当其相对运动角动量小于临界角动量Lc媡时，就一定会发生全熔合反应；而当角动量小于Lc媡时，就不会发生全熔合反应。在这种近似下，全熔合反应的截面σc由下式给出：

式中μ为折合质量，E 为相对运动动能，媡为普朗克常数h除以 2π。这一近似公式也适用于其他模型，只是确定Lc的方法有所不同。

（2）当入射能量高于库仑势垒，而两个原子核中心之间的距离达到临界值 时才能发生全熔合反应。rc为一个常数，称为临界距离参量，A1、A2分别为两个原子核的质量数。根据拟合实验数据得ro＝1.00±0.07fm，而Lc可由公式

决定。式中右边第一项为离心势，第二项为核作用势与库仑作用势之和。如果入射能量远高于库仑势垒，临界角动量的限制条件不再取决于入射道的情况，而取决于复合核本身是否能维持稳定。

与轻核反应不同，全熔合反应生成的复合核具有较高的角动量，角动量量子数一般可达几十或上百，并且具有较高的激发能，一般可达几十到一两百兆电子伏。因此，其衰变具有以下的特征。

（1）复合核的自旋向基本上垂直于束流方向，蒸发粒子的角分布在束流前、后方向呈峰。

（2）其自旋从小到大有一个相当宽的分布。总的激发能相同，自旋小的，复合核转动能小，内部激发能高，也就是核温度高；反之，自旋大，转动能大，核温度就会低一些。换句话说，有多种核温度的复合核在同时蒸发，蒸发粒子的能谱也很宽，一般可达到 10MeV。

（3）复合核的自旋增加也会使裂变几率增大。

（4）蒸发粒子以后还要发射多重γ射线，才能达到基态。