低能和中能核反应理论 上PDF电子书下载

第一篇 核反应基础理论 3

第一章 核反应理论基础知识 3

1.1 引言 3

1.2 核反应中的守恒定律 5

1.2.1 电荷和质量数守恒 5

1.2.2 能量守恒 5

1.2.3 动量守恒 6

1.2.4 角动量和宇称守恒 7

1.3 概率流密度和粒子数守恒定律 7

1.4 两粒子之间的相对运动方程 9

1.5 微分截面与积分截面 12

参考文献 14

第二章 微分截面的坐标系变换与能量平衡 15

2.1 引言 15

2.2 分立能级角分布质心系和实验室系之间的变换关系 16

2.2.1 从质心系向实验室系变换 16

2.2.2 从实验室系向质心系变换 22

2.2.3 弹性散射和非弹性散射情况 25

2.3 分立能级角分布Legendre展开系数的坐标变换 25

2.3.1 从质心系向实验室系变换 25

2.3.2 从实验室系向质心系变换 30

2.4 分立能级反冲核角分布的坐标变换 32

2.5 放射性核束逆几何反应分立能级角分布的坐标变换 35

2.6 连续能级双微分截面的坐标变换 40

2.7 连续能级反冲核双微分截面的坐标变换 47

2.8 从连续能区向连续能区多次发射双微分截面的坐标变换 49

2.9 从连续能区向分立能级多次发射双微分截面的坐标变换 63

2.10 从分立能级向分立能级多次发射双微分截面的坐标变换 73

2.11 从分立能级向连续能区多次发射双微分截面的坐标变换 82

2.12 核反应的能量平衡 90

2.12.1 分立能级一次粒子发射 90

2.12.2 连续能区一次粒子发射 92

2.12.3 从连续能区向连续能区多次粒子发射 94

2.12.4 从连续能区向分立能级多次粒子发射 96

2.12.5 从分立能级向分立能级多次粒子发射 98

2.12.6 从分立能级向连续能区多次粒子发射 99

参考文献 100

第三章 原子核碰撞理论 101

3.1 平面波展开公式 101

3.2 分波法与相移 105

3.2.1 散射振幅 105

3.2.2 相移的计算方法 112

3.2.3 复数势散射 113

3.3 库仑势散射 116

3.3.1 在旋转抛物面坐标中库仑势散射的描述 116

3.3.2 在球坐标中库仑势散射的描述 123

3.4 自旋为？粒子的散射与极化 128

3.5 自旋为？带电粒子的散射与极化 143

3.6 S矩阵引入 146

3.7 S矩阵的基本性质 149

3.7.1 在S矩阵表示中总角动量J守恒并与总角动量的磁量子数M无关 149

3.7.2 在S矩阵表示中总宇称П守恒 150

3.7.3 S矩阵的幺正性 150

3.7.4 S矩阵元的对称性 153

3.8 核反应微分截面 155

3.9 微分截面的Legendre展开系数 160

3.10 积分截面公式与细微平衡原理 165

3.11 无自旋粒子势散射的Born近似 169

3.12 一般二体核反应的Born近似 175

3.13.1 弹性散射严格解 182

3.13 Lippmann-Schwinger方程 182

3.13.2 一般二体核反应的形式理论 187

3.14 核反应的跃迁概率 191

参考文献 198

第四章 R矩阵和推广R矩阵理论 199

4.1 引言 199

4.2 组态空间与道半径 200

4.3 R矩阵的引入 201

4.4 R矩阵和碰撞矩阵的关系 211

4.5 能级矩阵 216

4.6 能级矩阵的级数展开和对角近似 223

4.7 单能级Breit-Wigner共振公式 226

4.8 多能级Breit-Wigner共振公式 233

4.9 Reich-Moore共振公式 240

4.10 Adler-Adler共振公式 249

4.11 Block算符 252

4.12 推广R矩阵理论 257

4.13 S矩阵与各种平均截面的关系 264

参考文献 272

第二篇 直接核反应理论 275

第五章 光学模型与唯象光学势 275

5.1 核反应机制与光学模型的基本思想 275

5.2 光学模型径向方程及其边界条件 276

5.3 光学模型径向方程的数值解法 282

5.4 库仑波函数的计算 286

5.5 光学模型中截面、角分布和极化公式 290

5.6 唯象光学势 302

5.7 色散光学势与折叠光学势 307

5.8 非定域光学势 309

参考文献 311

第六章 耦合道光学模型 314

6.1 引言 314

6.2 耦合反应道(CRC)方程 315

6.3 原子核的转动 317

6.4 转动核的相互作用势 322

6.5 振动核的相互作用势 329

6.6 耦合道方程 337

6.7 转动核的耦合矩阵元 342

6.8 偶质量振动核的声子态 344

6.9 偶质量振动核的耦合矩阵元 352

6.10 耦合道光学模型中截面和角分布的计算公式 371

6.11 绝热近似下转动核耦合道光学模型 374

6.12 耦合道光学模型径向方程解法与边界条件 382

6.12.1 Stormer方法 382

6.12.2 存在En＜0情况下耦合道方程解法 388

6.12.3 绝热近似耦合道方程的解法 389

6.12.4 Noumerov方法 396

6.13 耦合道光学势 399

参考文献 401

7.1 引言 403

第七章 扭曲波直接核反应理论 403

7.2 扭曲波Born近似(DWBA)理论 404

7.3 无自旋-轨道耦合势的DWBA方法 412

7.3.1 非弹性散射 412

7.3.2 敲出反应 419

7.3.3 削裂反应 425

7.3.4 拾取反应 431

7.4 有自旋-轨道耦合势的DWBA方法 431

7.5 DWBA理论的相互作用形状因子 444

7.5.1 非弹性散射 444

7.5.2 削裂反应 446

7.5.3 拾取反应 451

7.5.4 交换或敲出反应 455

7.6 耦合道Born近似(CCBA)理论 462

7.7 集体激发态直接非弹性散射的扭曲波理论 470

7.8 扭曲波冲量近似(DWIA)理论 474

参考文献 480

第三篇 核反应统计理论 485

第八章 原子核能级密度与激子态密度理论 485

8.1 引言 485

8.2 单费米子系统能级密度理论 486

8.3 双费米子系统能级密度理论 494

8.4 包含角动量和宇称的能级密度理论 501

8.5 参数化能级密度公式 516

8.5.1 常温-费米型Gilbert-Cameron公式 517

8.5.2 反移费米型公式 519

8.5.3 超流型Ignatyuk费米型公式 519

8.5.4 裂变核鞍点态能级密度公式 522

8.6 Ericson激子态密度公式 522

8.7 考虑了泡利原理的Williams激子态密度公式 524

8.8 严格考虑泡利原理的激子态密度公式 531

8.9 考虑了有限势阱深度的激子态密度 538

8.10 多步复合核反应的粒子-空穴态密度公式 543

8.11 激子态密度公式中的对修正 546

8.12 包含角动量和宇称的激子态密度公式 548

8.13 包含线性动量的激子态密度 553

8.13.1 用配分函数方法求包含线性动量的激子态密度 554

8.13.2 小激子数的包含线性动量的激子态密度 557

8.13.3 大激子数的包含线性动量的激子态密度 560

参考文献 561

第九章 平衡态复合核反应理论 564

9.1 复合核反应与蒸发模型 564

9.2 Hauser-Feshbach理论的积分截面 568

9.2.1 由Bohr独立假设推导 568

9.2.2 由R矩阵理论推导 571

9.3 Hauser-Feshbach理论的微分截面 576

9.4 HauserFeshbach理论微分截面Legendre展开系数的递推关系 578

9.4.1 入射粒子与出射粒子自旋为任意值情况 578

9.4.2 入射粒子与出射粒子自旋均为？情况 582

9.5 粒子发射穿透系数与衰变宽度 585

9.6 辐射俘获穿透系数与衰变宽度 586

9.7 裂变穿透系数与衰变宽度 590

9.7.1 计算势垒穿透的WKB近似方法 590

9.7.2 计算势垒透射系数的Hill-Wheeler公式 601

9.7.3 计算裂变率的Bohr-Wheeler公式 605

9.8 Hauser-Feshbach理论中截面、能谱和双微分截面的计算公式 609

9.9 宽度涨落修正因子 611

9.10 γ退激过程与同质异能态 616

参考文献 620

第十章 经典和半经典预平衡核反应理论 622

10.1 预平衡核反应模型的基本思想 622

10.2 激子模型的物理图像 623

10.3 激子模型主方程及其解 624

10.4 激子态粒子发射率 628

10.5 蒸发模型与激子模型相结合计算粒子发射截面和能谱 631

10.6 核物质中核子-核子准自由散射双微分截面 634

10.7 激子态的跃迁速率 663

10.8 推广激子模型主方程与核子双微分截面 672

10.8.1 能量-角度关联散射核的半经典多步直接过程 673

10.8.2 能量平均散射核的半经典多步复合核过程 680

10.9 预平衡粒子发射的组合因子 686

10.10 复杂粒子在复合系统中的预形成概率 691

10.11 复杂粒子发射的双微分截面 715

10.12.1 轻粒子发射双微分截面的Kalbach系统学 741

10.12 轻粒子发射双微分截面的Kalbach系统学及反冲核能谱 741

10.12.2 反冲核实验室系能谱 742

10.12.3 轻粒子发射双微分截面Kalbach系统学的物理基础 747

10.13 与角动量和宇称有关的激子模型 749

10.14 γ射线预平衡发射理论 766

10.14.1 与自旋无关的γ射线预平衡发射理论 766

10.14.2 与自旋有关的γ射线预平衡发射理论 769

10.15 轻核反应理论 776

10.16 两分量激子模型 778

10.17 预平衡混合模型 783

10.18 预平衡衰变的Boltzmann主方程理论 785

10.19 计算预平衡反应的Monte-Carlo方法 787

参考文献 791