快质子引起的轻元素衰变

约翰·道格拉斯·考克饶夫，欧内斯特·瓦耳顿

编者按

考克饶夫和瓦耳顿改进了对于高能质子与轻元素原子核之间相互作用的研究。在报告了人工引发的锂衰变之后，他们提高了探测仪器的灵敏度，并把研究范围扩展到了元素硼。他们发现硼被高能质子轰击后会产生大量的α粒子，说明发生了这样的核反应：硼11核在吸收了一个质子之后生成硼12，随后衰变成3个α粒子。　　英文

在发表了关于快质子引起元素衰变的文章[1]以后，我们对一些轻元素进行了更仔细的检查，我们所用的云母窗比以前在高压管上使用的要薄很多。采用目前的装置，我们能够对从靶出发穿越阻止能力仅相当于6 mm厚空气的吸收层到达电离室的粒子进行计数。　　英文

我们在检测锂元素的实验中发现，除了一组射程为8.4 cm的α粒子以外，还有另一组射程更短的粒子。这些粒子与长射程粒子的数量大致相等，它们的最大射程约为2 cm。由它们产生的电离现象表明，它们也是α粒子。检验是否有与两组α粒子能量差相对应的γ射线产生对于我们来说是一件有趣的事，但考虑到该效应可能很微弱，所以需要一种很灵敏的方法。　　英文

在对硼元素进行实验时，如果我们减少靶与电离室之间的总吸收，则观测到的粒子数就会迅速增加。这些粒子的最大射程约为3 cm，在早期的实验中，我们测定了穿越阻止能力相当于2.9 cm厚空气的粒子数，这非常接近于最大射程的终点。将吸收层厚度降至相当于6 mm空气时，得到的粒子数大幅增加。在相同条件下，由此方法从硼中得到的粒子约为从锂中得到的25倍。我们估计，当电压为500千伏时，大体上每200万个入射质子会激发出一个粒子。从这些粒子引起的电离来看它们就是α粒子，主要组α粒子的能量可以证明下面这个假设：一个质子进入B11核，而生成的核又裂变为3个α粒子。似乎还存在少量射程高达5 cm的粒子。　　英文

（沈乃澂　翻译；江丕栋　审稿）