Выбор энергии ускорителей

изотопа, или, как теперь принято говорить,— нуклида). Энергия, которую должна иметь бомбардирующая частица, чтобы попасть в иссле­дуемое ядро, не может быть меньше, чем энергия их элек­тростатического отталкивания, т. е. чем

где Qi и Q₂ — заряды ускоренной частицы и исследуемого ядра, Zi и Z₂ — те же заряды, выраженные через заряд электрона е, R — радиус ядра (при столкновении двух ядер — сумма их радиусов), е₀ — электрическая посто­янная.

Радиус ядра можно оценить по формуле Для радиуса ядра олова найдем Подставим в (2) значения: найдем

Мы видим, таким образом, что для исследования ядер нужны протоны с энергией, измеряемой мегаэлектрон­вольтами. Если в качестве снарядов используются части­цы с Zi >1, необходимые энергии оказываются еще выше.

Приведенная оценка страдает двумя недостатками. Прежде всего, заметим, что мы пока определили только минимальную энергию, ниже которой никакие ядерные взаимодействия не могут происходить из-за того, что частицы попросту не доходят до бомбардируемых ядер. Исследование свойств атомных ядер требует, кроме того, некоторой дополнительной энергии, иногда довольно зна­чительной. Так, при исследовании возбужденных состоя­ний атомных ядер проникшая в ядро частица должна сохранить энергию, достаточную для такого возбуждения. Соответствующие энергии лежат, обычно, в диапазоне от ста кило- до нескольких мегаэлектронвольт. При еще большей энергии (порядка 8 мегаэлектронвольт) стано­вится возможным выбивание нейтронов из ядер, что при­водит к появлению новых ядерных реакций. Эта энергия должна быть добавлена к энергии электростатического отталкивания. Эффективное исследование ядерных реак­ций требует поэтому ускорителей на энергии десятки МэВ. Из сказанного не следует, конечно, что для ядер­ной физики не представляют интереса еще большие энер­гии.