به عبارت دیگر اگر انرژی کمتر از این مقدار باشد واکنش انجام نمی شود.
۳-۳-ج- سایر قوانین پایستگی
پایستگی تکانه زاویه ای در واکنش X(a,b)Y ایجاب می کند:
(۳-۲۸)
که در آن I تکانه زاویه ای کل هر هسته (به واحد ħ ) و l تکانه زاویه ای مداری هر زوج از ذرات حول مرکز جرم است.
پایستگی پاریته ایجاب می کند :
(۳-۲۹)
که در آن ، پاریته هر تراز هسته ای موجود در واکنش است.
این قوانین پایستگی محدودیت هایی را بر احتمال واکنش اعمال می کنند، ولی حتی اگر قوانین پایستگی وقوع یک واکنش را مجاز بدارند، آهنگ واکنش ممکن است گاهی اوقات به قدری کم باشد که نتوان وقوع آن را با وسائل موجود آشکار کرد [۱۱].
۳-۴- انواع واکنش های هسته ای
واکنش های هسته ای به راه های مختلفی رده بندی می شوند.
بسته به شرایط، واکنش های هسته ای را بهتر است با نوع ذره پرتابه، انرژی پرتابه، هدف، یا فراورده واکنش طبقه بندی کرد.
در مورد نوع ذره پرتابه داریم:
- واکنش های ذره باردار: تولید شده توسط p، d، ، ، (که p = پروتون، d = دوترون و = ذره آلفا است و دو واکنش آخر موسوم به واکنش های یون سنگین هستند.)
- واکنش های نوترونی
- واکنش های فوتو هسته ای: تولید شده توسط پرتوهای گاما
- واکنش های الکترون - القا
اگر انرژی پرتابه مشخص شده باشد:
- اگر ذره ورودی نوترون باشد:
- انرژی های حرارتی ev
- انرژی های فوق حرارتی ۱ev
- انرژی های نوترون کند ۱Kev
- انرژی های نوترون سریع ۰.۱- ۱۰ Mev
- ذرات باردار کم انرژی ۰.۱- ۱۰ Mev
- انرژی های بالا ۱۰- ۱۰۰ Mev
هدف ها غالبا به صورت زیر نام گذاری می شوند:
- هسته های سبک: اگر باشد.
- هسته های متوسط: اگر باشد.
- هسته های سنگین: اگر باشد.
درمورد فراورده واکنش:
- اگر فراورده سبک واکنش با ذره فرودی یکسان و دارای همان انرژی در سیستم مرکز جرم باشد واکنش را پراکندگی کشسان می نامیم. (یعنی a=b و )
- اگر فراورده سبک واکنش با ذره فرودی یکسان اما دارای انرژی مرکز جرم متفاوت باشد ( یعنی a=b و ) پراکندگی ناکشسان رخ می دهد.
- اگر و باشد واکنش هسته ای داریم.
- اگر فقط پرتوهای گاما گسیل شود یعنی b پرتو گاما باشد، واکنش را گیراندازی تابشی می نامند.
- اگر هسته های فراورده دارای جرم های نزدیک به هم باشند، ( ) واکنش را اسپلاشی یا شکافت می خوانیم.
گاهی اوقات a و b ذراتی یکسان اند، ولی واکنش موجب می شود که نوکلئون دیگری نیز جداگانه پرتاب شود ( به طوری که در حالت نهایی سه ذره حضور دارند) ، این واکنش را اخراجی می نامند. در واکنش انتقالی یک یا دو نوکلئون بین پرتابه و هدف مبادله می شوند. مثلا دوترون ورودی به پروتون یا نوترون خروجی تبدیل می شود و لذا نوکلئونی به هدف X اضافه شده و Y را تشکیل می دهد. واکنش ها را می توان بر اساس سازوکاری که حاکم بر فرایند است نیز رده بندی کرد. در واکنش های مستقیم تنها تعداد خیلی کمی از نوکلئون ها در واکنش شرکت دارند، و نوکلئون های باقیمانده در هدف به صورت تماشاچی غیر فعال ظاهر می شوند. در این واکنش ها ممکن است نوکلئون منزوی از یک حالت مدل پوسته ای حذف یا بدان افزوده شود و لذا می تواند به عنوان یکی از روش های بررسی ساختار پوسته ای هسته ها مورد استفاده قرار گیرد. در این واکنش ها می توان به تعدادی از حالت های برانگیخته Y دسترسی پیدا کرد. از سوی دیگر با سازوکار هسته مرکب روبرو می شویم که در آن، تا قبل از پرتاب نوکلئون خروجی، هسته های ورودی و هدف موقتا در هم ادغام می شوند و تقسیم کامل انرژی انجام می شود [۱۱و۲۶].
۳-۵- سطح مقطع
احتمال وقوع یک واکنش هسته ای را می توان به نحو مطلوبی برحسب مفهوم سطح مقطع بیان کرد.
چون بر همکنش های یک واکنش با تک تک هسته های هدف به طور مستقل از هم انجام می شود بهتر است که احتمال یک واکنش هسته ای را به یک هسته هدف نسبت بدهیم. فرض کنید که در یک آزمایش مفروض یک بره نازک از ماده هدف توسط یک باریکه تک انرژی شامل I ذره در واحد زمان، که مطابق شکل ( ۳- ۴ الف ) به طور یکنواخت بر روی سطح A توزیع شده است، مورد اصابت قرار گیرد و N ذره سبک در واحد زمان تولید کند، می توان این طور تصور کرد که با هر هدف، یک سطح ( عمود بر باریکه فرودی ) همراه است به طوری که اگر مرکز ذره پرتابه به داخل بخورد یک برخورد وجود دارد و یک واکنش تولید می شود، و اگر مرکز ذره پرتابه به نخورد، واکنشی تولید نمی شود. کمیت را سطح مقطع گویند که بیانگر احتمال واکنشی بر هر هسته هدف است. این سطح مقطع یک سطح تصوری است که الزاما نباید آن را با مساحت مقطع ( )ی هسته هدف مربوط دانست.
می توانستیم همچنین احتمال واکنش را توسط نسبت ( ) توصیف کنیم، ولی این کمیت بستگی به چگالی هدف و ضخامت ( )آن دارد، در حالی که وابسته به هر هسته هدف است.
شکل ( ۳-۴): آرایش اساسی تجربی برای تعیین سطح مقطع یک واکنش هسته ای،

الف - نمای جانبی ب - نما در امتداد باریکه
احتمال اینکه هر یک از ذرات هدف یک برخورد داشته باشد برابر است با و یا برابر است با تصویر سطح مقطع کل تمام هسته های هدف واقع در مساحت A ، وقتی در امتداد باریکه نگاه کنیم (شکل ۳-۴ ب)، تقسیم بر A . اگر n هسته در واحد حجم ماده هدف وجود داشته باشد، تعداد هسته در معرض هر ذره پرتابه از باریکه است . با هر هسته هدف یک سطح مقطع همراه است، به طوری که:
(۳-۳۰)
این رابطه را می توان به دو طریق به کار برد. اول اینکه با نوشتن :
) (۳-۳۱
که برابر است با نسبت تعداد ذرات فراورده سبک در واحد زمان به شار فرودی، واحد هسته هدف .
واحد سطح مقطع یا بارن است ( ) . در محاسبات نظری را عموما طوری انتخاب می کنند که باشد و شار ذرات به صورت زیر نوشته می شود:
(۳-۳۲)