我們曉得，核衰變是不穩(wěn)定的原子核自發(fā)形成的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變后的原子核成為穩(wěn)定的原子核。據(jù)悉，穩(wěn)定的原子核也能轉(zhuǎn)弄成不穩(wěn)定的原子核，不過這些轉(zhuǎn)變不能自發(fā)形成，只能通過原子核反應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)。
11.7.1核反應(yīng)及其分類
原子核與原子核，或則原子核與其他粒子（中子、γ光子等）之間的互相作用所造成的各類變化稱為核反應(yīng)。核反應(yīng)式通常可表示為
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式中A表示靶核；a表示入射粒子；B表示剩余核；b表示出射粒子（可以有多個(gè)）。上述反應(yīng)過程也可簡成A（a，b）B。若果只考慮入射粒子和出射粒子，這一反應(yīng)也常稱為（a，b）過程。
比如，用30MeV的α粒子（即）轟擊60Ni，其反應(yīng)為
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可縮寫為60Ni（α，pn）62Cu。
核反應(yīng)釋放的能量，稱為反應(yīng)能，用符號Q表示。若果將反應(yīng)能考慮進(jìn)去，則（11.7-1）式可寫成
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Q>0，為放能反應(yīng)；Q
目前已知的核反應(yīng)有1500多種，我們可以從不同的角度對它們進(jìn)行分類：
1）按出射粒子的優(yōu)缺，可分為：
a.核散射。是出射粒子與入射粒子相同的核反應(yīng)，又可分為彈性散射和非彈性散射兩類。
彈性散射是指散射前后體系的總動能相等，原子核內(nèi)部能量不發(fā)生變化的核散射，可表示為A（a，a）A。諸如，質(zhì)子被碳核散射后，碳核仍處于能級，核反應(yīng)為12C（p，p）12C。
非彈性散射是指散射前后體系的總動能不相等，而原子核內(nèi)部能量發(fā)生了變化的核散射。最常見的反應(yīng)為A（a，a′）A*，出射粒子a′比入射粒子a的能量低，剩余核A*處于迸發(fā)態(tài)。諸如質(zhì)子被碳核散射后，碳核處于迸發(fā)態(tài)，反應(yīng)為12C（p，p′）12C*。又如在銀核上發(fā)生的γ射線非彈性散射，反應(yīng)式為107Ag（γ，γ′），生成半衰期為44s的同質(zhì)異能素。b.核轉(zhuǎn)變。是出射粒子與入射粒子不同的核反應(yīng)，可表示為A（a，b）B。
2）按入射粒子的種類，可分為：
a.中子核反應(yīng)。按能量的不同，中子可分為慢中子（能量為0～1keV）、中能中子（能量為1～100keV）、快中子（能量為0.1～10MeV）、特快中子（為10～50MeV）四類。中子引發(fā)的核反應(yīng)除彈性散射（n，n）、非彈性散射（n，n′）、輻射打動（n，γ）以外，中能中子的（n，n′）反應(yīng)、快中子的（n，p）、（n，α）、（n，n′）反應(yīng)，14MeV特快中子的（n，2n）、（n原子核，p）、（n，α）反應(yīng)等，能夠使穩(wěn)定的原子核轉(zhuǎn)弄成放射性原子核，稱為原子核的活化。活化核按一定的半衰期衰變，并放出β射線和γ射線。
b.帶電粒子核反應(yīng)。包括質(zhì)子造成的核反應(yīng)，如（p，p）、（p，n）、（p，α）等；氘核造成的核反應(yīng)原子核，如（d，p）、（d，α）等（d表示氘核）；α粒子造成的核反應(yīng)，如（α，n）、（α，p）等；以及重離子（其質(zhì)量小于α粒子質(zhì)量）造成的核反應(yīng)，如（12C，4n）、（16O，α3n）等。
c.光核反應(yīng)。即能量較大的γ光子造成的核反應(yīng)，如（γ，n）、（γ，p）等。
據(jù)悉，電子也能導(dǎo)致核反應(yīng)，其特征與光核反應(yīng)類似。
3）按入射粒子能量的不同，可分為：
a.低能核反應(yīng)。入射粒子動能E
b.中能核反應(yīng)。50MeV時(shí)，還可以形成介子。
c.高能核反應(yīng)。E>1000MeV，除形成介子外，還可以形成其他基本粒子或產(chǎn)生奇異核。
11.7.2核反應(yīng)截面和核反應(yīng)產(chǎn)額
當(dāng)一定能量的入射粒子轟擊靶核時(shí)，可能發(fā)生各種類型的反應(yīng)。每種反應(yīng)都有一定的概率，反應(yīng)概率的大小可用反應(yīng)截面σ表示，即
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所以反應(yīng)截面σ是表示一個(gè)粒子同單位面積靶上一個(gè)靶核發(fā)生核反應(yīng)的概率。從幾何意義上講，反應(yīng)截面相當(dāng)于在單位面積上只富含一個(gè)核的靶體上存在著一個(gè)有效面積σ，入射粒子只要與它相撞，還會發(fā)生反應(yīng)。
σ的單位是10-28m2（過去曾用b表示，稱為“靶”），它具有面積的量綱。
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核反應(yīng)的實(shí)際療效可用核反應(yīng)產(chǎn)額描述。核反應(yīng)產(chǎn)額是指入射粒子在靶核中造成的反應(yīng)數(shù)與入射粒子數(shù)之比。它是表征入射粒子在靶中導(dǎo)致核反應(yīng)的概率的一個(gè)量綱為一的數(shù)學(xué)量。與反應(yīng)截面、靶的長度、純度或靶核在樣品中的含量等誘因有關(guān)。