فيزياء نووية 481 فيز

فيزياء نووية 481 فيز

الخواص النووية :)2( نصف القطر النووي - مكونات النواة كتلة و وفرة النوى- طاقة الترابط النووي- االستقرار النووي. القوى النووية : الديترون خواص القوى النووية نموذج القوة التبادلية. التحلل االشعاعي النووي :)2( قانون التحلل االشعاعي- نمو نشاط النواة االبنة و االتزان االشعاعي التحلل االشعاعي التسلسلي- وحدات قياس االشعاع تطبيقات. االشعاعات: السالسل االشعاعية الطبيعية التحلل االشعاعي لجسيمات α التحلل االشعاعي لجسيمات β واالسر االلكتروني

التحلل االشعاعي γ والتحول الداخلي )1(. النماذج النووية : النموذج القشري نموذج قطرة السائل فيرمي النموذج البصري النموذج الشامل الحركة الدورانية واالهتزازية.) 1 ( نموذج غاز التفاعالت االنووية : )2( انواع التفاعالت قوانين الحفظ- طاقة التفاعل عتبة التفاعل الحاجز الكولومي مقاطع التفاعل تفاعالت النواة المركبة التفاعالت المباشرة التفاعالت الرنينية.

طاقة المفاعل االنشطار النووي: )1( عملية االنشطار الطاقة المحررة االنشطار التلقائي و الحثي التنشيط خواص االنشطار التفاعالت االنشطارية التسلسلية النووي والتفاعالت االنشطارية المتحكم فيها. االندماج النووي: )1( بعض التفاعالت االندماجية االساسية خواص االندماج التفاعالت االندماجية في الشمس والنجوم. المفاعل النووي االندماجي و متطلباته العملية

الفيزياء النووية التطبيقية : )1( مصادر االشعاع )وحدات وتعاريف (- مصادر االلكترونات السريعة مصادر الجسيمات المشحونة الثقيلة مصادر االشعاع الكهرومغناطيسي- مصادر النيترونات. تفاعالت االشعاع) 1 ( تفاعالت الجسيمات المشحونة الثقيلة تفاعالت االلكترونات السريعة) طبيعة التفاعل قدرة االيقاف الطاقة مدى الجسيم منحنيات النقل و االمتصاص(. فقد تفاعالت اشعة جاما: )2( )ميكانيكية التفاعل عالقة كالين نيشينا للمقطع العرضي التفاضلي للتشتت توهين اشعة جاما (تفاعالت النيترونات )الخواص العامة تفاعالت النيترونات السريعة المقاطع العرضية للنيترونات ) مراجعة المقرر )1(

المراجع الفيزياء النووية د. )1 2( محمد شحادة الدغمة د.علي محمد جمعة الفيزياء النووية د. احمد الناغي

طريقة التواصل e-mail : fssaleh@pnu.edu.sa http://481physics.wikispaces.com/

الخواص النووية

كتلة النواة ومكوناتها نموذج االلكترون بروتون طاقة حركة االلكترونات تتراوح بين 3-2 م ا ف تقريبا نصف قطر النواة m λ e = 3.57x10-13 عندما تكون طاقة البروتون 3 البروتون 1.672x10-27 kg م أ ف و باعتبار ان كتلة فان λ p =0.16 x10-15 m وهذا يتفق مع نصف القطر النووي.

نموذج البروتون نيترون اكتشف شادويك النيترون عام 1932 م + = + اقترح هايزنبرج 1932 م ان تحوي جمبع العناصر النيترونات A = Z+ N فيرمي = mp= 1.00727, mn = 1.008665 a.m.u 1 a.m.u. =931.4 MeV نصف قطر البروتون = نصف قطر النيترون = 1

تركيب النواة تتركز النواة في جسم صغير ذي شحنة موجبة تسمى نواة الذرة Nucleus - تحتوي النواة على بروتونات (P) و نيوترونات (N) وتسمى البروتونات أو النيوترونات بالنيوكلونات - ب عناصر ألي يرمز - حيث Z هو العدد الذري ويساوي عدد البروتونات (P) بالنواة وكذلك يساوي عدد اإللكترونات (e) بالذرة المتعادلة كهربيا - و A هو العدد الكتلي ويساوي والبروتونات (A=N+Z) مجموع عدد النيوترونات -

طرق تعيين نصف قطر النواة الطريقة النووية : تشتت جسيمات α اعمار النصف لمشعات α تشتت النيترونات السريعة عن االنوية الطريقة الكهرومغناطيسية بفرض أن النواة تأخذ الشكل الكروي يزداد حجمها بزيادة عدد النيكليونات Vα A

2- حجم النواة : أجريت تجارب عديدة مشابهة لتجربة راذرفورد لقياس حجم النواة حيث تكون النواة هدفا وتسقط عليها حسيمات الفا فى تصادم رأسى مرن. وتكون D اقصر مسافة تصلها جسيمات الفا عند سطح النواة تحسب من العالقة التالية : حيث T طاقة جسيم الفا الساقط.

من التجارب العديدة ثبت ان حجم النواة يتناسب طرديا مع عدد الجسيمات المكونة للنواة أى مع عدد الكتلة A ومنها يكون نصف قطر النواة على الصورة التالية : R₀ يسمى ثابت نصف القطر. R0 1.4Fermi 1.4x10 13 cm

كتلة النواة و شحنتها: يوجد في مركز الذرة تماما كما أوضح رذرفورد عام 1911 م نواة موجبة الشحنة وعلى الرغم من أنها ال تشكل إال نحو 13-10 بالمائة من حجم الذرة إال أن بها 99.9 بالمائة من كتلة الذرة. تتركب النواة من بروتونات ] p [ موجبة الشحنة ونيوترونات ] n [ متعادلة الشحنة. وقد أطلق على هذه الجسيمات نيوكليوتيدات ألنها تسكن داخل النواة. وتبلغ كتلتي هذين الجسيمين : m m p n 1.673 10 1.675 10 27 27 Kg Kg 1.0072amu 1.0087amu

و الجدير بالذكر أن لكل ذرة عدد ذري Z يحدد عدد البروتونات و العدد الكتلي A ويحدد عدد النيوترونات N البروتونات { مجموعها } ويشار للعدد الذري والكتلي في رمز العنصر كالتالي : و و النواة تحمل الشحنة الموجبة أما كتلتها فهي عبارة عن مجموع كتل البروتونات و النيوترونات كما هو مبين في المعادلة التالية : M = Z m p +N m n

V = Π R 3 باعتبار ان النواة كروية A α R 3 R α A ⅓ R =r₀ A ⅓ V α A الكتلة التقريبية للنواة =N₀ A N₀ عدد افوجادرو

حجم النواة وكثافتها يمكن تقدير الحيز الذي تشغله النواة )حجمها( وذلك بتقدير نصف قطرها الذرة النواة حجم الذرة في حدود 10 8- cm حجم النواة في حدود 10 12- cm حجم النواة يتغير تبعا لعدد النويات الموجودة فيه حجم الذرة ثابت

الكثافة النووية تغير الكثافة النووية مع المسافة

تعريفات النيوكاليد : تطلق على العنصر النووي ذي العدد Z وعدد الكتلة. A النظائر )ايزوتوب(: : تعرف النظائر بأنها العناصر التي تحمل نفس العدد الذري Zوتختلف في العدد الكتلي A.وقد أكتشف حتى اآلن حوالي 1000 نظير مشع و غير مشع لعناصر الجدول الدوري. األيزونات : هي تلك العناصر التي تمتلك نفس العدد من النيوترونات.

. األيزوبارات : هي تلك العناصر التي تمتلك نفس العدد الكتلي. األيزومر : هي تلك العناصر التي في حالة مثارة وتمتلك نصف عمر طويل نسبيا. } { البروتونات + النيوكلونات : هي عبارة عن الدقائق النووية النيوترونات الميزونات : هي جسيمات لها خواص فيزيائية وتقع كتلتها بين كتلة اإللكترون و البروتون, ومن أنواعها ميزونات μ و ميزونات. π البوزيترون : هو جسيم مضاد لإللكترون ويحمل نفس خواص اإللكترون ولكنه موجب الشحنة. : هو وحدة كمية في اإلشعاع الكهرومغناطيسي و يظهر على شكل ضوء. γ أو أشعة X الفوتون أو أشعة

النوى المرآتية : A 1 =A 2 Z 1 =N 2 N 1 =Z 2

طاقة الترابط النووي هناك فرق في الكتلة قدره ) (Δm بين كتلة مكونات النواة وهي في حالتها الحرة وبين كتلة النواة نفسها M(Z,A) النواة Zm p +(A-Z)m n Δm اين ذهب فرق الكتلة

. استقرار الكثير من النوى دليل على وجود قوة نووية تعاكس القوى الكهربية التنافرية. تعمل هذه القوة على المحافظة على النواة كوحدة مستقرة. الكتلة التي نقصت ) (Δm قد تحولت الى طاقة ترابط نووي طاقة الترايط النووي الطاقة التي تفقد عند تكوين النواة من مكوناتها االساسية ( بروتونات و نيوترونات ) الطاقة الالزمة لتفكيك النواة الى مكوناتها االساسية. ΔE= Δm C 2

Δm = [(Z m p +N m n )-M(Z,A)] B = [(Z m p +N m n )-M(Z,A)] c 2 وبدال من استخدام كتل االنوية تستخدم كتل الذرات B = [(Z m H +N m n )-] c 2 B = [(Z m H +N m n )-] x 931.5 MeV طاقة الترابط تأخذ قيم سالبة

طاقة الترابط النووي لكل نيوكليون اقليم الديوتيريوم اقليم اليورانيوم تزيد قيمة الطاقة الرابطة لكل نيوكلون بزيادة العدد الكتلي (A) اكبر قيمة لها تكون عند العدد الكتلي 60 ثم تقل بزيادة A وذلك بسبب زيادة عدد البروتونات والنيوترونات أي زيادة قوى التنافر الكهربية التي تعاكس قوى الترابط )الجذب( النووية.

استقرار النوى

عدد النيوترونات عدد البروتونات

القوى النووية توجد االنوية في حالة االستقرار المشعة- باستثناء االنوية الثقيلة هناك قوى ترايط نووي تعمل على ربط مكونات النواة مع بعضها البعض تبلغ بضعة ماليين من. MeV بفرض ان R = 5 Fermi باستعمال مبدأ دي بروجلي باعتبار ان =R λ T=30 MeV

خصائص القوى النووية تتميز بالخصائص التالية تجاذبية بين النيوكليونات p-p, p-n,p-n اكبر من القوى الكهربية ذات مدى قصير تعمل بين النيوكليونات المتقارية لها خاصية التشبع مستقرة بينما غير مستقرة.1.2.3.4.5

تميل النيوكليونات الى تكوين قشور مغلقة و التفاعالت بين هذه القشور ضعيفة : عدم وجود والتي تتكون من نواتي االنوية التي تحتوي على 4 نيوكليونات انوية مشبعة التعتمد القوى النووية على الشحنة الكهربية اي أن F n-n =F n-p =F p-p القوى النووية ذات طابع خاص

صفاتها تتميز النواة بشكل كروي وهو الذي يزودنا بافضل نسبة بين الحجم ومساحة السطح االستغالل االمثل لقوة التجاذب النووي ذات المدى القصير. ال يمكن ضغط المادة النووية اي ان الكثافة النووية لها مقدار ثابت ⅓ A R =r₀ تميل الشحنة الكهربية في النواة الى التوزع بانتظام تقريبا خاللها يمكن دراسة عدم اعتماد القوى النووية غلى الشحنة من خالل دراسة النوى المرأتية.1.2.3.4

نوى مرأتية التريتيوم p الهيليوم n n-p n-p n-p n-p n n-n n p p

طاقة الترابط 8.48 م.ا.ف 7.72.ا.ف م 0.72 = طاقة الجهد الكهربي.ف.ا م باضافتها الى طاقة طاقة ترابط الهيليوم نحصل على =8.44 0.72 7.72+ م.ا.ف 8.48 م.ا.ف طاقة ترابط التريتيوم

هناك مثال آخر الليثيوم والبريليوم

منشأها نموذج القوى التبادلية Π - Π + لب صلب تركيب البروتون تركيب النيترون

Π o Π o تصور النيكليون على انه يطلق ويمتص بايون. Π يمكن اعتبار هذا البايون حقيقي خالل فترة عدم التأكد تعطي بداللة قانون عدم التأكد وهمي طول الوقت والتي

Π + Π - p n + Π + البروتون p n p+ Π - النيترون n

Π - Π + تبادل الشحنات عند تصادم النيكليونات عند الطاقات العالية

لحساب كتلة البايون نستخدم مبدأعدم التاكد Δp ΔX=ħ ΔX=1.5 fermi نصف قطر النواة Δp=m Π C m Π C. r ħ m Π ħ/c.r = 132 MeV.ا.ف 139 م عمليا

التحلل االشعاعي النووي انواع االشعاعات: اشعة α اشعة β اشعة γ

dn قوانين االنحالل االشعاعي نفرض ان لدينا عدد من االنوية N بعد مرور زمن dt فان عدد من االنوية قدره تحلل dn α N dt dn = -λ N dt λ ثابت االنحالل A الفاعلية االشعاعية A = قد = -λn

M A=λN اذا كان لدينا كتلة من المادة قدرها m ووزنها الجزيئي فان عدد االنوية بها N يعطى بالعالقة : N = N A A = λ m N A / M

وبأخذ التكامل t=0 حيث N o عدد االنوية عند الزمن عدد االنوية عند الزمن t N

A= A o A الفاعلية االشعاعية

عمر النصف ( ½ (t الزمن الالزم كي تقل الفاعلية الى نصف قيمتها اي انه عندما ½ t =t فان A = A o

) متوسط العمر ( وحدات قياس الفاعلية االشعاعية: الكوري 1 Ci=3.7x10 10 dis/s 1m Ci=3.7x10 7 dis/s 1μ Ci=3.7x10 4 dis/s بيكريل 1Bq=1 dis/s 1Ci=3.7x10 10 Bq

االتزان االشعاعي يحدث االتزان الدائم >>τ 2 τ 1 عندما او الوراثي يحدث االتزان العابر >τ 2 τ 1 عندما ( واجب على الطالبات لدراسة الفرق بين الحالتين )

An archeologist finds a piece of wood in an excavated house which he knows to be of great antiquity. He brings the wood to to examine. It weights 50 grams and shows C-14 activity of 320 disintegration per minute. Estimate the length of time which has elapsed since this wood was part of a living tree, assuming that living plants show a C-14 activity of 12 disintegrations per minute per gram. The half-life of C-14 is 5730 year.

Assuming that the living tree, just before it died, had N o radioactive atom. Hence its activity A o was A o =λn o (1) After the tree died, its radioactivity decreased exponentially with time. That is (2) Dividing Eq.(2) by Eq.(1), we get (3) A o =12 disintegrations / min./gram A= disintegrations / min./gram,

From Eq. (3) we obtain t = 5170 year This means that the wood has been dead for 5170 year.

السالسل االشعاعية الطبيعية A=4n A=4n+2 A= 4n+3 A= 4n+1 مجموعة الثوريوم مجموعة اليورانيوم مجموعة االكتينيوم مجموعة النبتونيوم

مجموعة الثوريوم A=4n

مجموعة اليورانيوم A=4n+2

مجموعة االكتينيوم A= 4n+3

مجموعة النبتونيوم A= 4n+1

تحلل الفا ( (:

تحلل الفا 1.6x10y 0.449 0.635 (α 4 )2.7x10-4 1 + 0.600 0.414 0600 (α 3 )0.001 0.262 0.448 (α 2 )0.0065 2 + 0 + 0.186 0.186 (α 1 )5.55 0 (α 0 )94.45 J π α (%) α 0 = 4.784 MeV α 1 =4.601 MeV α 2 =4.343 MeV α 3 = 4.194 MeV α 4 = 4.163 MeV

آلية التفاعل X Y + α +Q النواة الوالدة,0( X (m X نواة مرتدة ( النواة الوليدة ) (m t,v t ) اشعة جاما جسيم α (m α,v α ) Y E γ - بعد التحلل ب - قبل التحلل أ

X Q =T + E γ Y + α+ Q هي طاقة التفاعل Q تظهر على شكل طاقة حركة لنواتج التفاعل Y T=T α +T t حيث T t طاقة حركة النواة المرتدة α طاقة حركة جسيمات T α

بتطبيق قوانين حفظ الطاقة و الزخم حفظ كمية الحركة يعني ان كال من جسيم α و النواة المرتدة سوف يتحرك باتجاه مضاد لالخر m α v α = m t v t حيث m α, v α سرعة و كتلة جسيم α m t, v t سرعة و كتلة النواة المرتدة حفظ الطاقة T = T α + T t α) طاقة الحركة الكلية ( للنواة المرتدة و جسيم T

T α =T و لتعيين كال من T t T, α فانه يجب تعيين T و لتعيين T يجب تعيين Q و التي يمكن تعيينها من فرق الكتل بين المكونات و النواتج اي ان Q = [m X (m Y +m α ) ]C 2 يمكن استبدال الكتل بزيادة الكتلة Q = [Δm X - (Δm Y +Δm α ) ]

حاالت خاصة : اذا كانت جسيمات α تنطلق مباشرة الى مستوى االستقرار االرضي للنواة الوليدة فان. 0= Y E m α >> ) Q =E Y +T Q =T (E γ =0) ( في معظم الحاالت m t كتلة النواة المرتدة α T α = T T α = T اي ان معظم طاقة الجركة ستحملها جسيمات

طيف اشعة الفا معدل العد ΔE (FWHM) رقم القناة

مخطط اضمحالل 299 kev 0.03 % 5.137 0 + 228 Th 253 kev 0.2% 5.173 217 kev 0.4% 5.208 84.41 kev 28% 5.338 0 71 % 5.421 224 Ra

طاقات جسيمات α المنبعثة تتراوح بين 10-4 م أ ف هناك عالقة عكسية بين طافة جسيمات α وعمر النصف للنواة المنحلة عالقة طردية بين شدة المجموعة و طاقة المجموعة.

مثال ينحل بعمر نصف قدره 6760 سنة باعثا مجموعتين من جسيمات α و بطاقات 5.12 5.17 م أ ف ماهي طاقة االنحالل لكل مجموعة وكذلك طاقة اشعة جاما T α1 = 5.12 γ T α1 = 5.17 hυ = γ = 5.17-5.12= 0.05 MeV

hυ=q α1 - Q α2 hυ = 5.25-5.20= 0.05 MeV عمليا تساوي 0.045 MeV

تحلل بيتا (e + ) اشعة بيتا هي عبارة عن االلكترونات( - e) اضمحالل( او البوزيترونات (β - اضمحالل( + (β هل يوجد االلكترون داخل النواة كيف يمكن تفسير هذا التفاعل

تحلل بيتا n p + e - + β - اضمحالل + + اضمحالل + β p + e - األسر االلكتروني + n

تحلل - β + β - + β - +

5 + 5. 271 Y 99.88% β - 4 + 0.12% β - J π 1.173 2.505 2 + 1.332 1.332 0 + 0 E (MeV)

يمكن حساب طاقة االنحالل Q: T β mc 2 = النواة الوالدة ساكنة قبل بدء التحلل طاقة حركتها = صفر الطاقة االبتدائية = طاقة كتلة السكون لها بعد التحول ستنطلق كل من جسيمات بطاقة حركة β - m p c 2 = m d c 2 +T d + T e + من قانون حفظ الطاقة : من التعريف Q = T d - - T β = ( m p m d m e ) c 2

وعادة تعطى الكتل الذرية وليس النووية وبالتالي فان m p = M(Z) - Z m e m d = M(Z+1) - (Z+1)m e Q = { M(Z )- M ( Z+1) } c 2 ومنها (1+Z M(Z,( M ( كتل ذرات كل من النواة الوالدة و المولودة اذا كانت الكتل معطاة بزيادة الكتلة مقدرة بوحدة م أ ف فان Q = ΔM(Z )- ΔM ( Z+1) MeV اي ان Q تساوي كتلة الذرة الوالدة مطروحا منها كتلة الذرة المولودة

تحلل + β β + + υ + β + +

3 + 2.603 Y β + + EC (3.7Ps ) 1.274 β + 90.4%+EC 9.5 % 2 + 0 + 0 E (MeV) β + 0.06% J π

Q = T d -T υ - T β+ = ( m p m d m e ) c 2 بداللة الكتل الذرية بدال من النووية m p = M(Z) - Z m e m d = M(Z-1) - (Z-1)m e ومنها Q = { M(Z )- M ( Z-1)-2m e } c 2 )Δ ) بوحدة م أ ف فانه يمكن من فرق الكتل اذا اعطيت الكتل بداللة زيادة الكتلة حساب Q Q = ΔM(Z )- ΔM ( Z-1) -1.02 MeV m e c 2 = 0.51 MeV 2m e c 2 = 1.02 MeV

األسر األلكتروني ) (EC يؤسر االلكترون من مداره بواسطة النواة و تتحول كتلته الى طاقة و تتعادل شحنته مع البروتون وهو متالزم مع + β + e - + يالحظ انه يشبه تفاعل β + + β + لهذا التفاعل تختلف عن Q في حالة القيمة Q Q = { M(Z )- M ( Z-1) } c 2 Q = ΔM(Z )- ΔM ( Z-1) MeV

افتراض النيوترينو)نظرية انحالل ) β في عملية انحالل β ينبعث جسيمان باالضافة للنواة المرتدة )الوليدة( هما النواة المرتدة جسيم له المميزات التالية 2 ذو 1.متعادل الشحنة :. االلكترون )البوزترون( كتلة صغيرة جدا أو مهملة

½= مبدأ حفظ الزخم اللف لكل نيوكليون =½ اللف لجسيم β لالضمحالل قبل بعد االضمحالل ( ) ( عدد A نيوكليون االم النواة اليزال هناك عدد A نيوكليون +) جسيم β النواة الوليدة الزخم الزاوي للمجموعة = A ( عدد صحيح ) عدد صحيح الزخم الزاوي للمجموعة = A عدد صحيح ½+ ( نصف عدد صحيح( الزخم الزاوي للمجموعة = A نصف عدد صحيح ( نصف عدد صحيح( الزخم الزاوي للمجموعة = A صحيح +½ ( عدد صحيح ) نصف عدد

طيف جسيمات β عدد جسيمات β E max الطاقة الحركية T β

افتراض النيوترينوυ حفظ الطاقة وتفسير الطيف المستمر لجسيمات β تحقيق قانون الزخم الزاوي صفاته جسيم يتقاسم الطاقة مع اشعة β غير مشحون كتلة سكونه = صفر يتفاعل بضعف مع المادة زخمه الزاوي = ½ يوجد له جسيم مضاد يفرق بينهما من خالل برمهما υ يدور حول نفسه باتجاه عقارب الساعة

النواة االم υ β النواة الوليدة D P D P υ P β مجموع الزخوم الخطية ممثال بمثلث و مساويا للصفر

التحلل بانبعاث اشعة γ مميزاتها : اشعة كهرومغناطيسية ليس لها شحنة وبالتالي ال تنحرف بالمجال المغناطيسي او الكهربي. وحدتها الفوتون)فوتون جاما( يعتمد طول موجتها )λ ) على طاقة اثارة النواة التي تنطلق منها ( النواة االم (.و هي في حدود الفيرمي. لها قابلية اختراق كبيرة للمواد. تعتمد طاقة اشعة جاما على المستوى الذي تنتقل اليه النواة المنحلة نتيجة لبعثها α أو β. لكل فوتون طاقة معينة تحدد من العالقة : E=hυ حيث E طاقتها h ثابت بالنك υ ترددها

طرق انبعاث اشعة γ 1. انبعاث اشعة جاما ) التحول الداخلي ( النوى الثقيلة المثارة.2

طيف اشعة جاما λ=λ 1 +λ 2 +λ 3 β 1 E 3 β 2 مستويات اثارة λ 1 γ 1 E 2 β 3 λ 4 γ 4 λ 2 γ 2 E 1 λ 5 γ 5 λ 3 γ 3 λ 6 γ 6 مستوى االستقرار E 0 االرضي

التحول الداخلي في عملية التحول الداخلي تستطيع النواة ان تعطي طاقتها مباشرة الى الكترون مداري حيث يتفاعل المجال المغناطيسي للنواة مع االلكترونات الذرية مما ينتج عنه انتقال الطاقة من هذا المجال الى االلكترون المداري. وبالتالي تفقد النواة طاقتها التي تعطى الى االلكترون وينتج عن ذلك انطالق االلكترون K,L,..( ) الى الخارج بطاقة حركة T تساوي T = E exc E B.E ) حيث E exc طاقة اثارة النواة )طاقة اشعاع γ E B.E طاقة ترابط االلكترون في مداره

اذا خرج االلكترون من المدار K فانه يسمى الكترون تحول خرج من المدار L يسمى الكترون تحول.. L وهكذا واذا K يزداد احتمال انطالق االلكترونات من المدارات الداخلية عنها للخارجية لقربها من النواة. ينافس التحول الداخلي انطالق اشعة. من النواة γ غالبا ما يترافق التفاعالن معا ولكن كل منهما مستقل عن اآلخر ثابت االنحالل الكلي. λ Tot = λ + λ e )λ Tot ( λ ثابت االنحالل عن طريق اطالق اشعاع γ λ e ثابت االنحالل عن طريق التحول الداخلي λ e = λ K + λ L + λ M +.

γ التحول الداخلي معامل التحول هو النسبة بين ثابت انحالل التحول الداخلي وثابت انحالل اي انه النسبة بين معدل انطالق الكترونات التحول الداخلي ( ) ومعدل انطالق اشعة ( γ او عدد الفوتونات ) او عددها N γ N e α=α k + α L + α M +. hυ k = I k -I L )طاقة اشعة x الصادرة )

طيف جسيمات β موضحا عليه الكترونات التحول الداخلي معدل العد K 1 L 1 الكترونات التحول الداخلي K 2 L 2 طيف مستمر E max ) رقم القناة ( الطاقة

d I α I dx d I = - μ I d x معامل االمتصاص الخطي امتصاص اشعة جاما μ x=o بوضع الشروط I=I O عندما ln I ln I O = - μ x I =I O e - μx

النماذج النووية الصيغة التجريبية لنموذج قطرة السائل الفرضيات االساسية للنموذج : تتكون النواة من مادة غير قابلة لالنضغاط ال تعتمد القوى النووية على الشحنة الكهربية اي ان القوى النووية متساوية لجميع النيوكليونات p-p=p-n=n-n القوى النووية تتشبع

اهمية النموذج : يستطيع هذا النموذج ان يفسر عملية االنشطار النووي حساب كتلة النواة تقدير نصف قطر النواة

النماذج النووية الصيغة التجريبية نموذج قطرة السائل B(A,Z)=aA b - - + 4πR 2 الحد االول يمثل الحجم الحد الثاني يمثل النيوكليونات الخارجية و يتناسب مع مساحة السطح الحد الثالث يمثل طاقة كولوم الحد الرابع طاقة الالتناظر الحد الخامس يمثل طاقة االزدواج الحد السادس يمثل تأثير القشرة االشارات السالبة للحدود تعني انها تعمل على انقاص طاقة الترابط

القوى النووية تتشبع الحد االول حد الحجم )aa). يتفاعل النيوكليون مع النيوكليونات التي حوله فقط طاقة الترابط تتناسب مع A اي تزداد بزيادة A اشارة هذا الحد موجبة و بالتالي يمثل طاقة الترابط النووي الكلية للنواة.

الحد الثاني b- حد التوتر السطحي للنواة ب غشاء التوتر السطحي E s =sk =4πR 2 k أ = 4π k(r o A 1/3 ) 2 = (4 π k ) A 2 /3 b=17.8mev, k =1.5x10 17 N/m =b A 2 /3 هل يمكن تفسير النقص الكبير في طاقة الترابط النووي/نيوكليون عند عدد الكتلة الصغير

- الحد الثالث تأثير كولوم dr هذا الحد يمثل التأثيرالكهروستاتيكي التنافري بين البروتونات. R القوى الكهربية طويلة المدى اي بروتون يتنافر مع جميع البروتونات داخل النواة r q q. للنواة ومن تزداد و ثم قوة بالتالي تنخفض التنافر Z بزيادة الكولومي بزيادة A زادتA كلما النووي الترابط طاقة ( شكل الترابط( طاقة

Ze يمكن حسابها بين البروتونات : بفرض ان النواة كرة مشحونة بانتظام بشحنة قدرها تعطى كثافة الشحنة σ.1.2 r هناك شريحة سمكها dr كرية نصف قطرها r تقع على بعد من مركز النواة وتقع خارج.3 تحوي هذه الكرية شحنة قدرها الشريحة تحمل شحنة قدرها الطاقة الكهربية الناتجة = عند مركز النواة.4.5.6

بالتعويض عن قيمة σ هذا التعبير يحوي كمية زائدة اذ اعتبرنا ان كل بروتون قد وزعت شحنته على السطح الكلي للنواة وهذا غير ممكن نحتاج الى تصحيح تطرح قيمة الطاقة الذاتية للبروتون الواحد

التصحيح الناتج من جميع البروتونات وبالتالي طاقة كولوم المصححة - r 0 = (1.2-1.4) F, C (0.72-0.62) MeV اشارة الحد سالبة

الحد الرابع حد التماثل يمثل هذا الحد العالقة بين عدد البروتونات Z وعدد النيوترونات N االنوية المستقرة يتساوى عندها عددالبروتونات مع عدد النيترونات) الخفيفة 40>A(. 40<A )1.6( يزداد عدد النيترونات عن عدد البروتونات االنوية )زوجي - زوجي( مستقرة على يمين الخط غنية بالبروتونات تطلق + β على يسار الخط غنية بالنيترونات تطلق β - حد التماثل =0 Z=N عندما اشارة الحد سالبة A في المقام تنقص قيمة الحد بزيادة A عدد النيوترونات عدد البروتونات في النواة تأثير هذا الحد على طاقة الترابط النووي يتناسب عكسيا مع عدد الكتلة A

الحد الخامس حد التزاوج اكثر االنوية استقرار التي تحتوي على عدد زوجي من البروتونات أو النيترونات نوع النواة زوجي زوجي زوجي فردي فردي زوجي فردي فردي عدد االنوية 201 69 61 5 ) تقترن االزواج المتشابهة من النيوكليونات = 0 اذا كانت A فردية = e + اذا كانت A زوجية زوجي زوجي) = - اذا كانت A زوجية فردي فردي زيادة طاقة الترايط

الحد االخير حد القشرة حد تصحيحي خاص باالعداد السحرية عندما تقترب عدد البروتونات او النيترونات من االعداد السحرية فان تصبح موجبة قيمتها صغيرة بمكن اهمالها.

B/A (MeV/N) طاقة الحجم طاقة السطح طاقة كولوم طاقة التماثل محصلة طاقة الترابط A

نموذج غاز فيرمي يعالج هذا النموذج النواة من وجهة نظر احصائية كنظام من جسيمات تتحرك بحرية كما في حالة الغاز ( وفق فروض نظرية الحركة في الغازات ) تتحرك النيوكليونات في نطاق الجهد النووي. هناك فرق في شكل الجهد بالنسبة للبروتونات والنيترونات : البروتون مرتفع)حاجز كولوم( : النيترون حافة الجهد يحرسها الحافة مستوية ~ 5 MeV

يعطي معلومات مفيدة عن االنوية عند مستويات اثارة عالية يغفل الخصائص الدورانية واالنعكاسية لالنوية القوى بين النيوكليونات معدومة تبدأ النيوكليونات في ملء مستويات الطاقة في البئر من االسفل حتى يمتليء ثم الى االعلى.. وهكذا )ال توجد فراغات في المستويات وفق مبدأ باولي ) اعلى مستوى يدعى بمستوى فيرمي E f امتالء جميع مستويات الطاقة من النواة في حالة استقرارها الدنيا و تمثل النواة في هذه الحالة غازا عند درجة الصفر المطلق في حالة اثارتها :النيوكليونات تبدأ في احتالل مستويات طاقة اعلى من مستوى فيرمي اي ان درجة حرارة النواة اكبر من الصفر المطلق درجة حرارة النواة هي مقياس لعدد النيوكليونات المتواجدة اعلى من مستوى فيرمي تقل المسافة الفاصلة بين كل مستوى والذي يليه عندما تزداد الطاقة

النموذج القشري فشل نموذج قطرة السائل في تفسير : السبب في استقرار النوى ماهية القوة النووية التي تربط بين النيوكليونات داخل النواة الذرة توزع االلكترونات في المدارات حسب 2n 2 حيث.,1,2= n االعداد السحرية الذرية = 2, 10, 18, 36, 54 Z He,Ne,Ar,Kr,Ze النواة تكون النواة مستقرة عندما N=2,8,20,28,50,82,126 Z=2,8,20,28,50,82 االعداد السحرية النووية: التركيب القشري او تركيب المستويات : تكون فيها االنوية عالية االستقرار عندما يكون عدد البروتونات النيترونات من االعداد السحرية عدد أو

: الزخم الزاوي الكلي للنواة j يتكون من البرم النووي للبروتونات s ħ½= البرم النووي للنيترونات s ħ½=. الزخم الزاوي المداري للنويات نتيجة حركتها في النواة l

اقترحت فكرة القشور النووية الحقائق التجريبية In :. 1 العناصر المحتوية على اعداد سحرية لها نظائر بروتونية )ايزوتوب(و نيترونية )ايزوتون( كثيرة نسبة الى العناصر المجاورة لها في الجدول الدوري 50=Z Sn له 10 نظائر مستقرة له 2 له 2 له 5 Z=49 Z=51 Sb N=20 N=19 N=21 نظير مستقر نظير مستقر نظائر مستقرة ال يوجد له نظير مستقر له نظير واحد مستقر ايزتون

2. طاقة االنفصال النيتروني عالية للنوى التي فيها عدد النيترونات (N) سحري 3. النوى السحرية تحتاج الى طاقة اكبر الستثارتها من اي نواة عادية. 4. المقطع العرضي) احتمالية حدوث تفاعل نووي ) لالسر االلكتروني صغير بالنسبة لالنوية السحرية.الن المستويات مغلقة اي عدم وجود فراغات.

نظرية نموذج القشرة يعتمد النموذج على فرضيتين اساسيتين )مهما كان شكل الجهد أو القوة النووية فهي قوة جذب قوية وتأثيرها ( مداها( قصير( كل نوية تتحرك بطالقة و حرية في مجال القوة المعبر عنه بالجهد تطبيق مبدأ االستبعاد) االنتقاء( لباولي V(r) V(r).1.2 0 r 0 r -V 0 R r V(r) =- V 0 R R<r = 0 V(r) =-V 0 +½kr 2 K=m 0 w 2 جسيمة كتلتها m 0 Wتردد جهد المتذبذب التوافقي جهد البئر المربع )نواة كروية(

وذلك بحل معادلة شرودنجر و اخذ الجزء القطري و الذي يتعلق بالجهد الذرية j, s, l, n تعرف الحالة ب النووية تعرف الحالة l, n l=0,1,2,3,4,5 s,p,d,f,g,h 2p n=2 l=1

نموذج البرم االزدواج القوي او التعامل الشديد بين زخم البرم الزاوي l و الزخم الزاوي S lħ المداري االزدواجي المداري لكل نوية lħ sħ sħ j=l+½ j=l-½ =2p 1-2p ½ ½ الحالة 2p 2p 3/2 =2p 1+½ nl j اي انه يحدث انقسام المستوى الى مستويين فرعيين ومنه امكن استنتاج االعداد السحرية

يمكن تقدير قيمة ) p, j باعتبار الفرضين: ) الندية.1 المستويات المملوءة لكل نواة في الحالة االرضية وذلك يجمع العزم المداري الزاوي وبرم العزم الزاوي بحيث العزم الزاوي الكلي يساوي صفر Σ =0 2.المستويات غير المملوءة : تشكل النويات المتماثلة ازواجا من ذلك نحصل على القاعدتين :

القاعدة االولى : العزم الزاوي الكلي الي نواة في الحالة االرضية 1.النواة زوجي زوجي فان العزم الزاوي الكلي = صفر Σj n =0 Σj p =0 j p العزم الزاوي الكلي للنيترونات و البروتونات على الترتيب J n

j p القاعدة الثانية أ. نيترونات زوجية بروتونات فردية Σj n =0 العزم الزاوي الكلي للنواة يعتمد على آخر بروتون فردي J n. بروتونات زوجية نيترونات فردية Σj n =0 اي ان برم النواة يعتمد على آخر نيترون فيها ب

Σj n 0 ج.بروتونات فردية نيترونات فردية Σj p 0 Іj n -j p І j n +j p P=(-1) l ) تحسب الندية ( من التماثل عدد النيوكليونات في كل مستوى حسب القاعدة (1+2j)

وضحي شكل مستويات الطاقة لنواة عنصر الكالسيوم و توزيع النويات فيها وبرم النواة وتماثلها في الحالة االستقرار)االرضية( وفي حالة االثارة الحل تحتوي نواة الكالسيوم على 20 بروتون )زوجي( وعلى 20-43 =23 نيترون )فردي( تمأل المستويات بالبروتونات و النيترونات حسب المعادلة (1+2j) في المستويات المملوؤة تكون فيمة البرم كما يلي Σj n =0 Σj p =0 الحالة االرضية لنواة الكالسيوم تحسب من برم اخر بروتون او نيترون منفرد فيها

1f j= 1d 2s 1p 1s (n,l) (j)

j= P= J=

. النموذج الشامل استطاع النموذج القشري استنتاج االعداد السحرية والعزوم الزاوية فشل في تفسير الظواهر النووية المتعلقة بالعزوم الكهربية الرباعية االنوية البعيدة عن القشرة المقفلة تتمتع بعزم كهربي رباعي كبير وهذا يعني ان هذه االنوية غير كروية.

التفاعالت النووية

اذا كانت الجسيمات مشحونة: تتفاعل مع سحابة االلكترونات حول النواة.1 جسيمات مشتتة السحابة االلكترونية نواة شعاع الجسيمات (e - ) اشعاع ناتج الكترونات مرتدة

قد تصل بعض الجسيمات الى مجال النواة وينتج عدة امور منها: تشتت كولوم )رذرفورد( مجال النواة جسيم + اشعاع كهرومغناطيسي

بعد التصادم قبل التصادم جسيم مشتت نواة مرتدة تصادم مرن )طاقة الحركة مستبقية نواة هدف جسيم ساقط ) جسيم ساقط نواة هدف نواة مثارة تصادم ال مرن ( طاقة الحركة غير مستبقية ) نواة مثارة جسيم نووي اشعاع جسيم نووي نواة هدف جسيم ساقط نواة تفاعل نووي

1.في ضوء نموذج قطرة السائل + آلية التفاعالت النووية + + + تحلل النواة المركبة نواة مركبة هدف جسيم ساقط

x في ضوء نموذج قطرة السائل النظرية الموحدة تفاعل مباشر)نيوكليون يغادر النواة(.2.3 جسيم ساقط الجسيم بعد انعكاسه x عن الجهد النووي اثارة

قوانين الحفظ وتعيين طاقة التفاعل هناك قوانين حفظ ثابتة ال تتغير في جمبع التفاعالت الطاقة 1. قبل و بعد التصادم كمية التحرك الزاوية 2. كمية التحرك الخطية 3. الشحنة الكهربية 4. قوانين محفوظة في بعض التفاعالت التماثل )االنعكاسية( 1. عدد النيوكليونات ثابتا في الطاقات المنخفضة. 2. أما عند الطاقات العالية قد ال يظل هذا العدد ثابتا حيث تخرج ميزوناتتعمل على االخالل بمبدأ عدد النيوكليونات

a + X يمكن كتابة التفاعل النووي على الصورة العامة: b + Y + Q الطاقة الناتجة عن التفاعل نواتج التفاعل النواة الهدف القذيفة X( a, b)y نواتج التفاعل (Y,b) قد تكون اي جسيمات 1. متقاربتان في الكتلة ( انشطار نووي ).2 b اشعة ( γ تفاعل االسر الشعاعي )

a+ X b + Y b + Y b +Y ) ) ( : لتعيين قيمة Q يجب مالحظة أن 1. اذا كانت Q موجبة اذا كانت Q سالبة تفاعل طارد للطاقة ( تفاعل ماص للطاقة.2

اوال التفاعل في نظام المعمل هدف جسيم ساقط( a ) (v a,t a ) (X) b(v b,t b ) θ Y X φ Y (v y,t Y ) بعد التصادم قبل التصادم

الطاقة الكلية قبل التصادم = حفظ الطاقة الطاقة الكلية بعد التصادم الطاقة الكلية = طاقة حركة + طاقة كتلة سكون T a + m a C 2 + m x C 2 = T b + m b C 2 +T Y + m Y C 2 الفرق في الطاقة الحركية Q = T b + T Y T a الفرق في كتل السكون Q = [(m a + m x ) m b + m Y )]C 2 لكي يحدث التفاعل النووي فالبد ان يخرج الجسيمان (Y b), حركة موجبة. T b + T Y 0 T a + Q 0 بطاقة

حفظ كمية التحرك في اتجاه X M a v a = m b v b cosθ + m Y v Y cosφ في اتجاه Y 0 = m b v b sin θ m Y v Y sin φ بتربيع المعادلتين و الجمع و االختصار وحذف T Y حاالت خاصة : اذا كانت طاقة الجسيم الساقط 0 )كيف يكون ذلك ( = T a.1

عندما = Y m فان عندما =90 θ فان. (T Y ) استنتجت Q في الحالة الكالسيكية. يالحظ ان m) X ) ال تعتمد على كتلة النواة الهدف Q Q ال تعتمد على طاقة حركة النواة الناتجة.1.2

Q طاقة موجبة Q> 0 نووية متحررة من التفاعل تفاعل محرر لطاقة أو حرارة الطاقة الحركية الكلية النهائية بعد التفاعل<الطاقة الحركية الكلية االبتدائية قبل التفاعل طاقة التفاعل Q سالبة Q< 0 Q طاقة نووية ممتصة أو مستهلكة من التفاعل تفاعل ماص لطاقة أو حرارة الطاقة الحركية للجسيم الساقط > Q

طاقة التفاعل Q Q < 0 موجبة Q سالبة Q > 0 Q طاقة نووية متحررة من التفاعل طاقة نووية ممتصة أو مستهلكة من التفاعل محرر تفاعل لطاقة أو حرارة ماص تفاعل لطاقة أو حرارة Q الطاقة الحركية الكلية النهائية بعد التفاعل > الطاقة الحركية الكلية االبتدائية قبل التفاعل الطاقة الحركية للجسيم الساقط > طاقة العتبة :هي اقل طاقة حركية للجسيم الساقط و الذي يبدأ تفاعال من النوع الماص للطاقة

مساحة مقطع التفاعل يحدث التفاعل النووي مع نواة معينة مستقلة عن غيرها التفاعل يحدث مع نواة هدف النواة تمثل هدف لو فرضنا ان نصف قطر النواة (R ( مساحة الهدف )النواة( = 2 πr S= πr 2 =π)r 0 A ⅓ ) ½ عندما A=200 S= π)1.2*10-15 *200 ⅓ ) ½ = 1.24* 10-28 m 2 1b =10-28 m 2

احتمال التصادم ( التفاعل( يتناسب مع المساحة ( مساحة مقطع النواة عند مركزها( مساحة المقطع الهندسي لتفاعل معين في حالة النيترونات الحرارية وسقوطها على نواة يورانيوم الطول المصاحب للنيترون =h/p) λ) n هو الذي يحدد احتمال التفاعل الن الطول الموجي المصاحب للنيترون اكبر بكثير من نصف قطر النواة مساحة نواة σ ذات نصف قطر نووي R المتصاص نيترون طوله الموجي λ هي : Σ=π)R+ λ/2π) عندما R<<λ فان σ<<πr 2 σ ~ λ 2 /4π في حالة نيترون حراري σ = 10 5 b

2 الشريحة ذات السمك (Δx) تحتوي على عدد) N) نواة /م 3 الهدف يحتوي على (N.Δx) نواة /م كتلة من مادة هدف جسيمات مشتتة شعاع ساقط( I) 0 A كاشف شعاع نافذ( I ) Δx المساحة A انوية المادة الهدف عددها( NΔx ) وحدة المساحة نواة مساحتها (σ) تخيلية

يحدث التفاعل عندما يصدم الشعاع الساقط الهدف يمكننا ان نتصور بالنسبة للشعاع الساقط ان النواة الهدف تمثل مساحة معينة )σ ) ( تخيلية ) مساحة مقطع التفاعل اليحدث التفاعل اال اذا صدم الشعاع الساقط هذه المساحة )σ ) احتمال حدوث تفاعل معين مع نواة معينه. عدد الجسيمات التي ستغادر الشعاع di di α I اذا كان سمك الهدف dx di α - N dx =- σ I N dx يمكن حساب I وهو عدد الجسيمات النافذة من الشريحة ذات السمك x

سمك الشريحة عدد االنوية في وحدة الحجوم مساحة مقطع التفاعل الشعاع النافذ Σمساحة = Nσ المقطع المشاهد الشعاع الساقط (m -1 ) االمتصاص μمعامل

σ tot =σ ela +σ inel +σ ab +. =Σ i σ i مساحة المقطع الجزئي

مساحة المقطع التفاضلي كاشف di s شعاع ساقط) I) 0 θ dω جسيمات مشتتة dx تساوي مساحة المقطع لكل وحدة زاوية مجسمة مساحة المقطع التفاضلي dω هو عدد الجسيمات الواقعة في الزاوية المجسمة di s

dω = sinθ dθ dφ Ω=4π

متوسط المسار الحرλ هو متوسط المسافة المقطوعة بين التصادمات المتتالية التي يعملها الجسيم مع االنوية اذا كان سمك الشريحة dx عدد الجسيمات التي اخترقت الشريحة I )النافذة( اذن المسافة الكلية التي اخترقتها جميع الجسيمات( I.dx ( بفرض ان العدد الكلي للتصادمات =عدد الجسيمات التي غادرت الشعاع (di)

di =-σ I N dx وحدة ( مسافة( λ

معدل التفاعل هو عدد التفاعالت التي تحدث في وحدة الزمن I 0 شدة الشعاع الساقط ( جسيم / وحدة المساحات في الثانية( عدد التفاعالت التي تحدث / وحدة المساحات = ( عدد الجسيمات / وحدة المساحات (* احتمال التفاعل احتمال التفاعل = Δx N σ N نواة / وحدة الحجوم σ مساحة مقطع التفاعل Δx سمك الشريحة A سمك الشريحة عدد التفاعالت الكلي = )عدد الجسيمات/وحدة المساحات(* A N σ Δx

S = φ N σ A Δx A Δx=V حجم المادة الهدف S = φ N σ V n=nv عدد االنوية الكلية الموجودة في مادة الهدف S=φ n σ μ=nσ S=φ μv, s=φσv

تكون وتحلل النواة المركبة عند تكون النواة المركبة تبدأ مباشرة في التحلل )واطالق, γ,α,p,n )d, انطالق γ ابطأ من انطالق الجسيمات النووية. اذا كانت طاقة اثارة النواة< طاقة ترابط الجسيم داخل النواة فان احتمال انطالق الجسيم > احتمال انطالق اشعة γ يحدث غالبا انطالق النيترونات ويفضل على البروتونات اشعة γ. لماذا σ (α, n ), σ ( α,2n ) > σ )α,pn ), σ )α,2p ) اذا قذفت نواة بجسيم ذي طاقة معينة فان الطاقة تتوزع على جميع نيوكليونات النواة. فمثال

نواة مركبة فلو كانت جسيمات α طاقتها 25 م أ ف )في نظام المعمل ) فان طاقة حركة ايونات الهيليوم في نظام مركز الكتل MeV= 25.55 طاقة التفاعل Q )حسب فرق الكتل ) = MeV 4.48 طاقة اثارة نواة هي : 4.48+23.55=28.08 MeV النواة ستصبح مشوهة --- بعض النيوكليونات ستنتقل الى مستويات اثارة عليا. طاقة االثارة تظهر على عدة صور طاقات اهتزاز طاقات دوران

يمكن معالجة مستويات االثارة احصائيا وتبعا لنموذج فيرمي يمكن طاقة االثارة ستوزع على جميع النيوكليونات ايجاد درجة الحرارة النواة المثارة E =at 2 متوسط طاقة ربط النيوكليون = MeV 7.0 سائل الطاقة الكامنة للتبخير نواة طاقة الترابط النووي زمن انطالق اشعة γ 12-10 ثانية 20- الفترة الزمنية لتركيز الطاقة على نيوكليون معين 10 ثانية

ولصعوبة تركيز طاقة كبيرة على نيوكليون معين فان هذا النيوكليون المتبخر سنطلق بطاقة حركة صغيرة وجد عمليا بالنسبة للنيترونات P (E) = E e -E/T درجة حرارة النواة المركبة طاقة النيترون االحتمال P(E) يمكن تطبيق هذة المعادلة للجسيمات المشحونة بعد اضافة تصحيح مناسب لحاجز كولوم طاقة النيترونات المتوسطة طاقة النيترون طاقة النيترون

النواة مثارة بطاقة )طاقة ترابط النيترون المنطلق + طاقة حركته( - 28= E =28-(4+7) 17 MeV وهذه طاقة كافية النطالق المزيد من الجسيمات طاقة اثارة النواة االم... الى ان تصبح غير كافية النطالق جسيمات انخفاض في تنطلق طاقة االثارة على شكل اشعة... γ الى ان تهدأ النواة وتبرد الى درجة حرارة الغرفة ( مستوى االستقرار االرضي )

تفاعالت النواة المركبة تتم على مرحلتين :.1.2 يمتص الجسيم الضارب بواسطة نواة الهدف المركبة تنحل النواة المركبة عن طريق طرد جسيم أو اشعة وتنتج النواة المتبقية. وتتكون النواة (γ,α,p,d,n) γ طريقة انحالل النواة المركبة ال يعتمد على طريقة تكونها. ولكن يعتمد على خواص النواة نفسها ( الطاقة كمية التحرك الزاوية ) الخطوتين منفصلتين عن بعضهما كمية الطاقة يجب ان تتركز في احد النيوكليونات او في مجموعة منها و التي تكفي لفصلها عن النوزاة المركبة.تسمى بطاقة التفتت.

هناك كثير من التجارب التي اثبتت أن النواة المركبة تتكون باكثر من طريقة )دليل على أن االنحالل ال يعتمد على التكوين ) أو

التفاعالت الرنينية هي نوع من انواع تفاعالت النواة المركبة ولكن لها شروط 1. تسقط القذيفة بطاقة منخفضة ومحددة. 2. مستويات طاقة اثارة النواة المركبة الناتجة منفصلة جيدا عن بعضها البعض. 3. يثار كل مستوى من مستويات النواة المركبة على حدة 4. تعتمد مساحة النقطع النووي على طاقة القذيفة. أي أنه : تفاعال معينا يتم فقط عندما تسقط الجسيمات بطاقة معينة. بالعودة الى النموذج القشري فان مستويات الطاقة للنواة تكون منفصلة جيدا عن بعضها البعض عند الطاقات المنخفضة. تستخدم قذائف ذات طاقات منخفضة )نيترونات حرارية(

σ tot 119 قمة رنين Cd σ Tot E n (ev)

طاقة ربط النيترون 7 م أ ف طاقات االثارة ستكون في حدود 7 م ا ف فور تكون النواة المركبة تتحلل بعدة طرق اطالق )γ,n( لكل مستوى عمر نصف خاص به قبل ان يحدث له االنحالل ) τ يعطى نصف العمر الكلي بالعالقة τ )أي أنه يعيش فترة زمنية معينة لكل مستوى نووي اتساع خاص بالطاقة Γ من مبدأ الالتحديد فان ΔE.τ ħ Γ. τ ħ Γ = ħ / τ

) التفاعالت المباشرة )طاقة الجسيم الساقط 20-10 م ا ف تشتت ال مرن (p,p ) تفاعل الطرد (p,n),(n,p) تفاعل االنتزاع (d,p),(d,n) تفاعل االلتقاط (p,d),(p,α) بعد التصادم قبل التصادم ( طاقة الترابط النووي (d) =2.2 م أ ف تركيب نووي ضعيف الترابط(