Екі орта шекарасынан нейтрондардың бейнеленуі

Нейтрондарда электр зарядының болмауына байланысты олар көптеген материалдардың ішіне терең енеді, бұл оларды нейтрондық толқындарды тарату үшін жеткілікті мөлдір орта ретінде қарастыруға мүмкіндік береді. Нейтрондыоптикалық құбылыстардың көп бөлігі нейтронды және жарық сәулеленуінің әртүрлі табиғатына қарамастан оптикалық құбылыстарға ұқсас болады. Жарық толқындары Максвелл теңдеулерімен сипатталады, ал нейтрондық толқын (нейтрондық толқындық функция) Шредингер теңдеуіне бағынады. Гюйгенс принципіне сәйкес ортадағы толқындардың таралуы олардың шашырауымен және кейінгі екінші толқындардың интерференциясымен байланысты. Нейтрондар жағдайында шашырау негізінен олардың атом ядроларымен қысқа әсер ететін күшті өзара әрекеттесуімен, жарық толқындары жағдайында — Атом қабықшаларының электрондарымен алыс әсер ететін электромагниттік өзара әрекеттесумен байланысты. Нейтронда магниттік моменттің болуы атомдардың магниттік моменттерімен өзара әрекеттесуге әкеледі, осыған негізделген. Нейтрондардың бұрыс шашырауын жарықтың аралас шашырауымен салыстыруға болады. Векторлық Жарық толқынынан айырмашылығы, нейтрондық толқын спинор болып табылады. Сондықтан нейтронда Арқаның болуына байланысты барлық поляризациялық құбылыстар оптикалық көріністерден айтарлықтай ерекшеленеді, бірақ мұнда аналогтар бар; мысалы, нейтрондардың поляризациясы (кейбір жақындағанда) жарықтың айналмалы поляризациясын салыстыруға болады. Кейбір жағдайларда қос сәуле жарылуы және дихроизм бар.

Еркін кеңістікте таратылатын Е энергиясы бар нейтрондар үшін Шредингер теңдеуінің шешімі (қарғыс емес жақындау) жазық және сфералық толқындардың суперпозициясы болып табылады. Нақты шешім есептің шекаралық жағдайына байланысты және жазық және сфералық толқындардың тиісті амплитудаларын анықтау жолымен таңдалады.

Э. Ферми нейтрондардың конденсирленген орталармен өзара әрекеттесуін сипаттау үшін N сыну көрсеткішінің ұғымын енгізді. Толқын тілінде бұл түсетін нейтрон толқыны сынған және шағылысқан толқындарды анықтайтын когерентті қосындысы қайталама толқындарды туындатады. Нейтрондардың ядролармен өзара әрекеттесуінің нәтижесінде жылдамдық өзгереді, демек, вакуумдағы толқын ұзындығымен салыстырғанда ортада λ1 нейтрондар толқынының ұзындығы өзгереді. Кәдімгі жағдайларда, нейтрондардың шамамен λ1 жолында жұтылуымен елемеуге болады (оптика сияқты): n = λ/λ1. Арақатынасына де бройль керек, n = λ/λ1= v1/v.

Толық шағылысу ядролық реактордан эксперименталды қондырғыларға ең аз шығынмен жылу және суық нейтрондарды тасымалдау үшін қолданылады (қашықтығы ~ 100 м). Бұл ішкі беті нейтрондарды көрсететін айналы нейтроноводтар — вакуумдалған құбырлардың көмегімен жүзеге асырылады. Айналы нейтрон өткізгіштер мыстан немесе шыныдан (тозаңдатылған металмен немесе онсыз) жасалады.

Шын мәнінде, нейтрондарды көрсету коэффициенті әрдайым бірліктен аз. Бұл ядро нейтрондарды таратып қана қоймай, оларды сіңіреді.

Шағылыстыратын айналарға, магниттік өрістерге және сырғу бұрышына арналған материалды таңдаумен екі поляризацияның бірінің нейтрондары толық көрініске ұшырауы, ал екіншісі — жоқ болуы үшін қол жеткізуге болады. Мұндай құрылғы поляризацияланған нейтрондардың шоғырын алу үшін және олардың поляризация дәрежесін анықтау үшін қолданылады.
Альбедо зат бетіне құлаған жеке нейтронның одан қайтып оралуының орташа ықтималдығы.

Нейтронның заттан шығу және шығу бұрышы ерікті болғандықтан, шағылысу диффузия деп аталады (эквивалентті).

Альбедо затқа, оның қалыңдығына, апат нейтрондарының энергиясына және нейтрон сәулесінің түсу бұрышына байланысты, өйткені «қозғалатын» нейтрон алғашқы соқтығысуды орта есеппен бетіне жақындайды.

Диффузия теориясы 1 кестеге сәйкес жалпақ интерфейсі бар шексіз рефлектор жағдайында альбедо мәнін береді.

Альбедоның жалпақ есеп үшін шағылыстырғыштың қалыңдығына тәуелділігі формула бойынша келтірілген

Графикалық тұрғыдан алғанда, альбедоның рефлектор қалыңдығына теориялық тәуелділігі 4-суретте көрсетілген формада.

4-сурет
 

Нейтрон көзі	Нейтрон энергиясы	Альбедо