Ero sivun ”Vaikutusala” versioiden välillä
| [katsottu versio] | [arvioimaton versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
KLS (keskustelu | muokkaukset) p oikaisu |
Lis. vuorovaikutuksen tyypit |
||
Rivi 1:
'''Vaikutusala''' ('''σ''') ilmaisee [[ydinfysiikka|ydin-]] ja [[hiukkasfysiikka|hiukkasfysiikassa]] [[hiukkanen|hiukkasten]] välisen [[vuorovaikutus|vuorovaikutuksen]] [[todennäköisyys|todennäköisyyden]].
=== Hiukkasten välisten vuorovaikutuksen tyypit ===
* Ei vuorovaikutusta
** Koska nuklidin koko verrattuna atomin kokoon on suuruusluokkaa 1:100 000 vuorovaikutuksen todennäköisyys kahden yksittäisen nuklidin välillä on erittäin epätodennäköinen. Nuklidi tai hiukkanen läpäisee atomin ilman huomattavaa vuorovaikutusta
* Siroaminen
** Jos atomin nuklidia lähestyy positiivisesti varautunut hiukkanen tai toinen nuklidi riittävän pienellä etäisyydellä ja nopeudella, siihen vaikuttaa merkittävä sähkömagneettinen poistovoima. Sähköinen poistovoima pakottaa hiukkasen tai nuklidin siroamaan eli muuttamaan kulkusuuntaansa radiaalisesti poispäin kohdenuklidista. Siroaminen voi tapahtua kaikkiin suuntiin, eli hiukkanen voi myös pysähyä ja lähteä taaksepäin sähköisen poistovoiman vaikutuksen seurauksena.
* Täysin elastinen törmäys
** Jos lähestyvän hiukkasen tai nuklidin liike-energia on sopiva ja liikesuunta kulkee riittävän lähellä ts. kohti kohdenuklidia niin, että se riittää kumoamaan sähkömagneettisen poistovaikutuksen, mutta ei kuitenkaan vahvan voiman poistovaikutusta voi tapahtua ns. täysin elastinent törmäys.
*** Täysin elastisessa törmäyksessä, molempien hiukkasten tai nuklidien like-energiat säilyvät niin, että lähestyvän hiukkasen liikesuunta kuitenkin muuttuu 180 astetta eli se kimpuaa kohdenuklidista.
* Epäelastisenen törmäys
** Epäelastisessa törmäyksessä lähestyvän hiukkasen/nuklidin like-energia riittää kumoamaan sekä sähköisen- että vahvan voiman poistovaikutuksen. Näin ollen lähestyvä hiukkanen siirtyy vahvan voiman vetovaikutksen puolelle ja hiukkanen/nuklidi fuusioituu kohdenuklidiin. Hiukkasten like-energiat säilyy niin, että näin syntyneen uuden nuklidin like-energia on lähestyvän hiukkasen/nuklidin ja kohdenuklidin liike-energioiden summa. Tätä kutsutaan myös absorptioksi, jos lähestyvä hiukkanen on neutroni. [[Fuusioreaktio|Fuusio]]<nowiki/>n seurauksena syntyt nuklidi voi olla sekä stabiili (esim. He-4) tai epästabiili (esim U-236).
*** Epästabiili nuklidi
**** Voi hajota kahdeksi tai useammaksi tytärnuklidiksi ([[fissio]])
**** Voi emittoida ylimääräiset neutronit ja protonit alfa-hajoamalla (kts [[Alfa hajoaminen|alfa-hajoaminen]])
**** Voi emittoida beta- tai + -hiukkasen eli elektronin tai positronin (kts. beta hajoaminen) saavuttaakseen stabiilin tilan.
**** Voi emittoida gamma-hiukkasen eli fotonin niin. että energiatila stabiloituu (viritystila purkautuu).
Hiukkasen tai [[sähkömagneettinen säteily|sähkömagneettisen säteilyn]] [[Absorptio (sähkömagneettinen säteily)|absorboituessa]] puhutaan [[absorptiovaikutusala]]sta ja vastaavasti [[sironta|sirotessa]] [[sirontavaikutusala]]sta. Ydinfysiikassa vaikutusalalla voidaan tarkoittaa myös [[ydinreaktio]]n todennäköisyyttä. Kaikki vaikutusalat yhdessä muodostavat ''kokonaisvaikutusalan'', joka kertoo vuorovaikutuksen todennäköisyyden ottaen huomioon kaikki mahdolliset vuorovaikutustavat.
Vuorovaikutustodennäköisyys määritellään [[klassinen mekaniikka|klassisesti]] törmäävien kappaleiden [[pinta-ala|poikkipinta-alojen]] suhteena. Vaikka vaikutusala kuvaa vuorovaikutuksen todennäköisyyttä, ilmaistaan se kuitenkin yleensä efektiivisenä pinta-alana. Ydinfysiikassa sirontavaikutusalan [[mittayksikkö|yksikkö]] on yleensä [[barni]] (10<sup>-28</sup> [[metri|m]]<sup>2</sup>)<ref>{{verkkoviite | Osoite = http://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2014/20141015 | Nimeke = Valtioneuvoston asetus mittayksiköistä (1015/2014), 9 § | Julkaisija = Finlex | Viitattu = 4.6.2015}}</ref>, joka on samaa suuruusluokkaa kuin [[ydin|ytimen]] pinta-ala.<ref>{{verkkoviite | Osoite = http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/nuclear/nucrea.html#c3 | Nimeke = Nuclear cross section | Julkaisija = Hyperphysics | Kieli = {{en}}}}</ref> Sähkömagneettisen [[säteily]]n ja [[neutroni]]en sirontavaikutusala ilmaistaan yleensä [[yksikkö|yksiköissä]] [[metri|cm]]<sup>2</sup>.
| |||