Шавкат Каримов - Все науки. №2, 2022. Международный научный журнал

Поскольку эта реакция экзо-энергетическая, то нет смысла вычислять для неё порог реакции, остаётся лишь записать пару энергетических уравнений (2.5—2.6) и затем вычислить энергии, приобретаемые альфа-частицами.

Из этих энергетических уравнений стало ясно, что кроме выхода реакции, добавляется и оставшаяся кинетическая энергия, благодаря чему общая энергия, распределяемая между частицами, составляет 11,24006887 МэВ из равенства (2.7). Теперь, для распределения этих энергий достаточно воспользоваться (2.8), в этом случае, хоть и рассматривается выход уже 3 частиц, они имеют один тип, по этой причине, энергия для них распределяется равномерно, как и импульс.

И наконец, остаётся определить сечение ядерной реакции и число взаимодействий. Изначально, необходимо вычислить длину волны налетающих протонов, для этого достаточно определить их импульс через (2.10), перед этим вычислив скорость в (2.9), а затем уже длину волны в (2.11).

Переходя уже к исчислению сечений, достаточно воспользоваться (2.12), но также необходимо использование коэффициента, о котором говорилось ранее, по этой причине применяется и (2.13), и только после вычисляется истинное сечение (2.14), для некоторых подсчётов, этот коэффициент становится равным единице, поэтому просто не указывается, но в данном случае, если подсчитать таким же образом.

Максимально возможное сечение составляет 20 кбн, в данном же случае меньшее сечение благодаря подобранной энергии в циклотроне. Теперь, когда сечение известно, для этой реакции, остаётся ввести число взаимодействий (2.18), перед этим вычислим число атомов на кубометр (2.15) и указав толщину пластины в 13 мкм, поскольку пробег протона (максимальное расстояние, на котором может пройти при определённой энергии) с энергией 1 МэВ составляет это значение.

А также необходимо определить в (2.16) начальное число бомбардирующих протонов, указав, что их общая сила тока 100 А, а время одного акта, который вытекает уже из параметров циклотрона, описываемый в предыдущих главах составляет 164,065 нс, что гораздо больше времени даже самой долгой реакции, откуда можно вычислить заряд, а из него уже и число протонов (2.17).

Это число всех частиц, прошедших сквозь пластину и не вошедших в реакцию, а для того, чтобы вычислить те, которые вошли в реакцию, достаточно определить разность в (2.19), а затем уже вычислить из них заряд, с учётом того, что выходит именно 3 альфа-частицы, следовательно, выходящий заряд в 3 раза превышает один выходящий заряд, вместе с этим учитывая, что каждая альфа-частицы несёт в себе по 2 элементарных заряда, то заряд увеличивается ещё в 2 раза (2.20) и силу тока (2.21).