熱核反応率

よみ方

ねつかくはんのうりつ

英　語

thermonuclear reaction rate

説　明

核反応の進行速度を、プラズマの密度と温度により表した関数。2つの原子核の衝突による反応の場合、体積あたりの反応率は $n_1 n_2 f(T)$ の形にまとめられる。ここで $n_1$ と $n_2$ は反応する原子核の数密度である。温度 $T$ の関数である $f(T)$ は、原子核の相対運動のエネルギー $E$ の関数として表される反応断面積 $\sigma(E)$ を、原子核の相対運動の速度分布関数を表すマクスウェル-ボルツマン分布で平均して求める。反応が共鳴型であるか非共鳴型であるかにより、反応率の温度依存性は異なる。共鳴型では衝突する2つの原子核がある特定のエネルギーをもつ場合だけ反応率が高いので、
$f(T)\sim A T^{-3/2} \exp\left(-Q/T\right)$
となる。これに対し、非共鳴型の反応が主である場合は
$f(T)\sim A T^{-2/3} \exp\left(-\alpha T^{-1/3}\right)$
となる。ここで $A$ と $\alpha$ は定数、 $Q$ は共鳴状態のエネルギー準位を表す。