При поглинанні гамма-кванта ядро отримує надлишок енергії без зміни свого нуклонного складу, а ядро з надлишком енергії є складовим ядром. Як і інші ядерні реакції, поглинання ядром гамма-кванта можливо тільки при виконанні необхідних енергетичних і спінових співвідношень. Якщо передана ядру енергія перевершує енергію зв'язку нуклона в ядрі, то розпад утворився складеного ядра відбувається найчастіше з випусканням нуклонів, в основному нейтронів. Такий розпад веде до ядерних реакцій ( # X03B3 ;. n) і ( # X03B3 ;. p). які і називаються Фотоядерні. а явище випускання нуклонів в цих реакціях - ядерним фотоефектом. позначення:
В теорії фотоядерних реакцій використовуються статистична модель складеного ядра і модель резонансного прямого фотоефекту [6].
Фотоядерні реакції йдуть з утворенням складеного ядра, однак при порушенні реакцій ( # X03B3 ;. p) на ядрах з масовим числом A> 100 експериментально було виявлено занадто великий вихід в порівнянні з виходом, який пророкує цим механізмом. Крім того, кутовий розподіл протонів з найбільшою енергією виявилося неізотропним. Ці факти вказують на додатковий механізм прямої взаємодії, який істотний тільки в разі ( # X03B3 ;. p) -реакція на важких і середніх ядрах. Реакція ж ( # X03B3 ;. n) завжди йде з утворенням складеного ядра.
Першою спостерігалася Фотоядерні реакцією було фото-розщеплення дейтрона:
Вона йде без утворення складеного ядра, так як ядро дейтерію не має збуджених станів, і може бути викликана гамма-квантами порівняно невисокою енергії (вище 2,23 МеВ [7]).
Однак нуклідів з малою енергією зв'язку нуклонів всього кілька, а щоб порушити Фотоядерні реакції з іншими ядрами, необхідні фотони з енергією не менше 8 МеВ. Фотони з такою енергією виникають в деяких ядерних реакціях або виходять при гальмуванні в речовині дуже швидких електронів. При радіоактивному розпаді. як правило, таких гамма-квантів не утворюється, тому гамма-кванти β-розпаду не можуть порушити Фотоядерні реакції і викликати появу нової наведеної радіоактивності в інших речовинах.
Якщо сповільнювачем в ядерному реакторі служить берилій або важка вода. то внаслідок незвичайно малої енергії зв'язку нейтрона в 9 Be і 2 H під дією гамма-квантів радіоактивного розпаду на ядрах цих нуклідів ефективно протікають Фотоядерні реакції ( # X03B3 ;. n). Особливо багато гамма-квантів при цьому дають радіоактивні продукти поділу урану. але гамма-кванти в ядерному реакторі випускають і інші речовини, активовані нейтронами. Таким чином в тяжёловодних і берилієвих ядерних реакторах присутній додаткове джерело нейтронів, обумовлений протіканням Фотоядерні реакції [1].