Cómo determinar la velocidad de reacción en reacciones nucleares

Me di cuenta de que esta pregunta también está etiquetada con las etiquetas de tema Química y Reacciones químicas . Mientras que en el campo químico es común expresar las velocidades de reacción en términos de una “ley de velocidad” que depende de las concentraciones de reactivo (y a veces del producto) que varían sustancialmente a medida que avanza la reacción, las reacciones nucleares generalmente involucran interacciones de haz o partículas con un reactivo u objetivo se supone que no se agota en ningún grado práctico (aunque hay excepciones).

La velocidad de producción volumétrica dP / dt en una posición especificada en el medio objetivo es proporcional al flujo de partículas φ y la concentración del núcleo objetivo N de acuerdo con la sección transversal σ para la reacción de interés:

dP / dt = σNφ

A veces, la desintegración radiactiva del producto P es importante para la velocidad general, en cuyo caso la producción en estado estacionario se aproxima asintóticamente a una concentración de saturación de P debido al término de eliminación adicional; otras veces no.

Es muy común que σ varíe de acuerdo con la energía de la partícula de bombardeo, y que la energía E y φ dependan significativamente de la posición r en el objetivo (debido a la dispersión y / o absorción de un rayo incidente, por ejemplo). Esto se llama una suposición de “objetivo grueso”. Por otro lado, los “objetivos delgados” son aquellos en los que σ y φ no varían mucho en la mayor parte del objetivo. Calcular las velocidades de reacción a granel en objetivos delgados a menudo es muy fácil porque σ puede tabularse en la literatura y la velocidad de reacción es casi constante en todo el material. Sin embargo, los objetivos gruesos son más comunes. A veces, calcular la tasa total en un objetivo grueso es fácil porque σ (E, r) y φ (E, r) se describen mediante funciones o distribuciones simples; otras veces se usa un modelo de computadora, como una simulación de Monte Carlo o un cálculo de ordenadas discretas.

Espero que esto ayude.