Warum ist der Gesamtwirkungsquerschnitt größer für einfallende Teilchen mit niedrigerer Energie?

Es stimmt im Allgemeinen nicht, dass "der Wirkungsquerschnitt für nukleare Wechselwirkungen für einfallende Teilchen mit niedrigerer Energie größer ist". Es kommt auf die Art der Reaktion an. Sie haben die Art der Reaktion in Ihrem Titel nicht angegeben, und obwohl Sie eine Grafik präsentiert haben, haben Sie uns nicht gesagt, um welche Art von Reaktion es sich in der Grafik handelt, nur dass es sich um einen Gesamtabsorptionsquerschnitt handelt. Absorption von was? Neutronen? Alphateilchen? Es macht einen Unterschied.

Für positiv geladene Teilchen wie Alphas ist der Querschnitt für Kernreaktionen (nicht Coulomb-Anregung) bei Energien weit unterhalb der Coulomb-Barriere effektiv Null. Sobald Sie sich der Coulomb-Barriere nähern, besteht eine nennenswerte Wahrscheinlichkeit des Tunnelns, und der Querschnitt wächst und beginnt, signifikant zu werden. Bei Energien oberhalb der Barriere wächst sie weiter. Für Alphas auf Uran würde der Gesamtwirkungsquerschnitt als Funktion der Energie einfach weiter ansteigen und sich allmählich einer Grenze nähern, die gleich dem geometrischen Wirkungsquerschnitt ist$\pi(r_1+r_2)^2$(oder etwas anderes, weil Uran nicht ganz kugelförmig ist). In dieser Situation ist die De-Broglie-Wellenlänge dem Alpha gegenüber vernachlässigbar$r_1$Und$r_2$.

Da die von Ihnen gepostete Grafik große Querschnitte bei sehr niedrigen Energien zeigt, gehe ich davon aus, dass es sich um ein ungeladenes Teilchen handelt, wahrscheinlich um Neutronen. Der Wirkungsquerschnitt kann bei niedrigeren Energien größer sein, weil die Neutronen bei niedrigeren Energien eine größere Wellenlänge haben, das Neutron also ein Wellenpaket ist, das einen großen Raum abdeckt.