原子核反应

课程编码：180208082703P2009H 英文名称：Nuclear Reactions 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：彭光雄等

本课程是核科学与技术学科研究生的核心课，供粒子物理与原子核物理，等离子体物理，理论物理，核天文，影像医学与核医学，放射治疗，辐射防护及环境保护，核能科学与工程、燃料循环与材料、核技术及应用，以及核相关专业研究生选修。
原子核是物质结构的重要层次。核反应是认识核运动规律的重要手段和掌握核技术应用的关键基础。本课程系统传授原子反应的基础理论与实验原理的知识，一包括一般的分波方法，形式散射理论，核衰变与复合核反应，直接核反应，聚变与裂变，核天文，中高能核反应与强子物理，极端相对性重离子碰撞与 QCD 相变等。
通过本课程的学习，希望学生理解和掌握与核反应有关的基础理论和实验原理, 了解各种条件下原子核反应的规律及其在现代科学技术和交叉学科领域中的应用，为进一步从事相关科学研究和应用工作打下良好专业基础。

量子力学，普通物理

第一章 核反应基础 7.0学时
第1节 历史回眸，核反应分类，反应机制讨论，
第2节 反应道与守恒律；
第3节 实验室系和质心系
第4节 核反应运动学：放热反应和吸热反应，阈能
第5节 核反应截面：实验室系和质心系中截面间关系
第6节 经典散射与偏转函数
第7节 量子散射与吸收
第8节 *加速器与探测器
第二章 分波法 8.0学时
第1节 散射波函数与径向方程
第2节 自由粒子径向波函数
第3节 相移
第4节 相移积分公式
第5节 散射幅与截面
第6节 刚球散射
第7节 共振态
第8节 球方阱散射，低能散射与散射长度
第9节 *有效力程，库仑散射，α-α散射
第三章 核反应的形式理论 7.0学时
第1节 格林算符与李普曼-薛温格方程；
第2节 自由粒子格林函数；
第3节 散射幅；
第4节 玻恩近似；
第5节 跃迁矩阵与散射矩阵；
第6节 两势公式 ；
第7节 扭曲波玻恩近似；
第8节 散射矩阵的分波展开；
第9节 *自由粒子分波格林函数；带自旋粒子碰撞；全同粒子碰撞；
第四章 衰变与复合核反应 7.0学时
第1节 原子核衰变的一般规律: 放射性活度,半衰期,放射系
第2节 α衰变；
第3节 β衰变与中微子 ；
第4节 γ衰变，质子和重离子放射性；
第5节 能级宽度与费米黄金规则；
第6节 复核核的形成与强吸收模型；
第7节 光学势的形式理论；
第8节 *R-矩阵；
第9节 *反演律与韦斯科夫-艾文理论
第五章 聚变与裂变 5.0学时
第1节 液滴模型；
第2节 WKB 近似
第3节 重离子熔合反应与超重核的合成；
第4节 近垒熔合；
第5节 深度非弹散射；
第6节 裂变现象；
第7节 裂变产物的质量分布与能量分布
第8节 *裂变截面；裂变放出的中子；核反应堆；增殖堆、磁约束聚变
第六章 直接核反应 5.0学时
第1节 直接核反应的特点和一般处理方法
第2节 玻恩近似与扭曲波玻恩近似
第3节 道耦合方法
第4节 直接反应中的极化
第5节 变形核核上直接反应，
第6节 *多步过程与单举反应
第七章 天体中的核反应 7.0学时
第1节 宇宙射线
第2节 恒星演化：氢循环与碳氮氧循环
第3节 白矮星与中子星
第4节 重元素合成
第5节 超新星爆发
第6节 热核截面与反应率
第7节 快、慢捕获过程
第8节 *反应网。天文核截面模型
第八章 高能核反应 7.0学时
第1节 引言
第2节 高能电子与核散射
第3节 高能质子-核反应
第4节 散裂反应及应用
第5节 π介子-核反应
第6节 π-核电荷交换反应
第7节 K介子与核相互作用，超核
第九章 极端相对性重离子碰撞与 QCD 相变 7.0学时
第1节 核-核碰撞
第2节 BUU 方程
第3节 QMD 模型
第4节 输运方程的数值求解
第5节 QCD 与渐近自由
第6节 夸克胶子等离子体与夸克物质
第7节 退禁闭相变

彭光雄，国科大核学院，教授
左维，近代物理研究所，研究员