В ядерных реакциях суммарный электрический заряд Q во входном канале равен суммарному электрическому заряду в выходном канале, т.е. выполняется закон сохранения электрического заряда.
Закон сохранения числа нуклонов
В ядерных реакциях сохраняется число нуклонов, что эквивалентно сохранению массового числа A. Закон сохранения числа нуклонов в ядерных реакциях является частным случаем закона сохранения барионного заряда.
Закон сохранения момента количества движения
В ядерных реакциях сохраняется суммарный момент количества
движения и
его проекция Jz. Закон сохранения момента количества движения -
аддитивный закон.
Для реакции a + A b
+ B можно записать
i = f, (2.35)
где i,f - полные моменты количества движения в начальном и конечном состояниях,
i = A + a + a и f = B + b + b, (2.36)
где A,
a,
B,
b
- спины частиц (ядер) a, A, b, B, a
- орбитальный момент частицы a
относительно A, b -
орбитальный момент частицы a относительно B. Орбитальные моменты могут принимать
только целочисленные значения. Для l = 0 волновая функция, описывающая
относительное движение частиц, сферически-симметричная, для l ≠ 0
это функция зависящая от cosl .
Для квантовомеханического вектора одновременно могут быть
определены квадрат его модуля ||2
= J(J+1)ћ2
и проекция на произвольную ось Jz. Проекция Jz
может принимать различные значения в диапазоне от Jћ до
-Jћ.
Сумма двух квантовых векторов 1
+ 2
может принимать значения
|J1 - J2|, | J1 - J2 + 1|, ..., J1 + J2 - 1, J1 + J2. (2.36)
Закон сохранения четности
В сильных и электромагнитных взаимодействиях пространственная четность P сохраняется. Закон сохранения четности - мультипликативный закон. Для ядерной реакции a + A → b + B можно записать
, (2.38)
где Pa, PA, Pb, PB - внутренние
четности частиц (ядер) a, A, b, B , la, lb - относительные
орбитальные моменты.
Электрические фотоны имеют внутреннюю четность (-1)j, магнитные -
(-1)j+1, где j - мультипольность фотона.
В слабых взаимодействиях четность не сохраняется.
Закон сохранения изотопического спина
Если процесс происходит в результате сильного взаимодействия, то суммарный
изоспин и его проекция Iz
сохраняются. В электромагнитных процессах сохраняется только проекция изоспина.
В слабых взаимодействиях изоспин и его проекция не сохраняются. Для
электромагнитных дипольных переходов выполняется правило отбора I = 0, 1. Закон
сохранения изотопического спина - аддитивный закон.
Для реакции a + A b +
B, идущей через сильное взаимодействие
a + A = b + B, (2.39)
где a,
A,
b,
B
- изотопические
спины частиц (ядер) a, A, b, B во входном и выходном каналах.
Ядро в различных энергетических состояниях может иметь различные значения
изоспина
(от Tmin
= (N-Z)/2 до Tmax = A/2).
Проекция изоспина для ядра Iz равна сумме прекций изоспинов всех
нуклонов:
Iz = (Z − N)/2. (2.40)
Численная величина изоспина основного состояния ядра равна модулю его проекции Iz
I = |Iz| = |Z − N|/2. (2.41)
В ядерных реакциях сохраняется число нуклонов, что эквивалентно сохранению массового числа A. Закон сохранения числа нуклонов в ядерных реакциях является частным случаем закона сохранения барионного заряда.