Аралық нейтрондар -кинетикалық энергиясы 10-100 кэВ нейтрондар.
Әр түрлі энергиядағы нейтрондардың қасиеттері. Материя арқылы өтетін нейтрондар әртүрлі ядролық реакцияларды тудырады және ядроларға серпінді шашырайды. Бұл микроскопиялық процестердің қарқындылығы сайып келгенде, диффузия, жұтылу және т.б. сияқты нейтрондардың зат арқылы өтуінің барлық макроскопиялық қасиеттерін анықтайды. Нейтронның нөлдік электр заряды болғандықтан, ол іс жүзінде атом қабықшаларының электрондарымен әрекеттеспейді. Сондықтан ортаның атомдық сипаттамалары материядағы нейтрондардың таралуында ешқандай рөл атқармайды. Бұл таза ядролық процесс.
Әр түрлі нейтронды-ядролық реакциялардың көлденең қималары нейтронның энергиясына тәуелді, қатты және тұрақты емес ядродан A немесе Z ядросына дейін өзгереді. Нейтрондардың ядролармен әрекеттесуінің қималары орта есеппен нейтрон энергиясының төмендеуімен 1 / v заңға сәйкес өседі. Бұл қасиетке сәйкес нейтрондар екі үлкен топқа бөлінеді - баяу және жылдам нейтрондар. Бұл топтар арасындағы шекара қатаң түрде анықталмаған. Ол 1000 эВ аймағында орналасқан.
Нейтрондар энергия бойынша жіктеледі.
Баяу : энергия <1 эВ,
Резонанс : 1 эВ - 10 кэВ,
Аралық : 10 кэВ ÷ 1 МэВ,
Жылдам : 1 МэВ ÷ 100 МэВ,
Релятивистік :> 100 МэВ.
Өз кезегінде баяу нейтрондар әдетте жылу және суық болып бөлінеді .
Жылу нейтрондары орта атомдарымен тепе-теңдік жағдайында болады. Олардың орташа энергиясы электронды вольттің жүзден бір бөлігі. Көбіне қатынасынан алынған 0,025 эВ мәні
E жылы = кТ, (1)
мұндағы k - Больцман тұрақтысы, жылу нейтрондарының энергиясына сәйкес абсолютті температура үшін T = 300 0 мәні алынады , яғни. бөлме температурасы. Осылайша, E жылу энергиясы бөлме температурасындағы ортамен жылу тепе-теңдігіндегі нейтрондардың мүмкін болатын жылдамдығына сәйкес келеді.
Баяу нейтрондардың жылдамдығы өте салыстырмалы екенін ескеріңіз. Тіпті энергиясы
0,025 эВ болатын нейтронның жылдамдығы 2 км / с құрайды.
Суық нейтрондар энергиясы 0,025 эВ-тен төмен нейтрондар деп аталады:
Е хол <0,025 эВ. (2)
Суық нейтрондар өте күшті толқындық қасиеттерді көрсетеді, өйткені суық нейтронның толқын ұзындығы интератомдық қашықтықтан әлдеқайда үлкен.
E 1 эВ-ден 10 кэВ-қа дейінгі энергиясы бар нейтрондар резонансты деп аталады , өйткені бұл аймақта орташа және ауыр ядролар үшін нейтрондардың жалпы қимасы үлкен және оның энергияға тәуелділігі тығыз резонанстық пикет болып табылады.
10 кэВ-тен 1 МэВ-қа дейінгі энергиясы бар нейтрондар аралық деп аталады . Көбіне аралық резонанстық нейтрондар да қосылады. Бұл энергия диапазонында жеке резонанстар қосылады (жеңіл ядролар ерекшеленеді) және көлденең қималар өсіп келе жатқан энергиямен орташа төмендейді.
By тез 1 100 МэВ энергияға өзімен бірге нейтрондардың.
Энергиясы 100 МэВ жоғары нейтрондар релятивистік деп жіктеледі .
1-кестеде нейтрондардың әсерінен болатын әр түрлі ядролық - реакциялардың энергетикалық аймағы мен көлемінің тәртібі көрсетілген.
Реакция түрі
|
Реакция қимасы
|
Радиациялық түсіру
( n, )
|
Ол барлық өзектерде жүреді. Көлденең қимасы: жылу нейтрондары үшін ол
0,1 ден 10 3 дейін және тіпті 10 4 сарай ( );
жылдам нейтрондар үшін - 0,1-ден бірнеше сарайға дейін.
|
Серпімді шашырау
(n, n)
|
Көлденең қима бірнеше сарайдың ауқымында болады.
|
Иілмейтін шашырау
(n, n ')
|
Шектік реакция.
Магнитудасы бойынша көлденең қимасы бірнеше сарай бар.
|
(п, п)
|
Ең маңызды реакциялар:
термиялық нейтр = 5400 баррель;
жылу нейтрі. = 1,75 бар
|
( n, α )
|
Ең маңызды реакциялар:
жылы. = 945 сарай,
жылы нейтр. = 3840 сарай
|
(n, 2n)
|
Шектік реакция. Шекті мәні ~ 10 - 15 МэВ.
Бөлім: сарайдың оннан бір бөлігі.
|
(n, f)
|
Көптеген жағдайларда шекті реакция.
Көлденең қимасы өте кішкентай, жеке жағдайларды қоспағанда , т.б.
|
Төмен энергияларда (0.01100 эВ) монохроматикалық нейтрондарды олардың кристалды дифракциясын қолдану арқылы алуға болады. Нейтрон энергиясының олардың шағылысу бұрышына of тәуелділігі Bragg-Wulf формуласымен келтірілген
(3)
мұндағы m - нейтронның массасы, d - кристаллдағы көрші атом жазықтықтарының арасындағы қашықтық, n - бүтін сан (спектрдің тәртібі).
Нейтрондарда электр заряды болмағандықтан, олар негізінен зат атомдарының ядроларымен әрекеттеседі. Кулондық тосқауылдың әсерінен ядромен тиімді әрекеттесе алмайтын протондардан айырмашылығы, нейтрондар тіпті аз энергияларда да ядроға ядролық күштердің әсер ету радиусының ара қашықтығына жақындай алады.
Нейтрондардың ядролармен әрекеттесуі кезінде пайда болатын құбылыстар нейтрондардың кинетикалық энергиясына байланысты.
Энергетикасы ондаған кэВ және одан көп нейтрондар энергияны негізінен атом ядроларымен тікелей соқтығысу нәтижесінде алады. Тез нейтрондар үшін серпімді (n, n) және серпімді емес (n, n ′) ядролармен соқтығысу нәтижесі болып табылады. Тез нейтрондардың әсерінен (n, α), (n, p), (n, 2n), ыдырау реакциясы (n, f) және басқалары да
тиімді.ЭВ ÷ 10 кэВ фракциясының энергиясы бар нейтрондар үшін максимумдар байқалады. берілген затқа тән нейтрон энергиясының белгілі бір мәндеріндегі өзара әрекеттесудің көлденең қимасы. Негізгі процестер - бұл нейтрондардың шашырау және жылу жылдамдығына дейін баяулауы.
Жылу нейтрондарының энергиясы (эВ-нің жүзден бір бөлігі) сутегі бар молекулалардағы атомдардың байланыс энергиясынан аспайды. Сондықтан, егер ядролық реакция болмаса, термиялық нейтрондар тек тербеліс дәрежесінің қозуын тудыруы мүмкін, бұл заттың қызуына әкеледі.
Ядролық реакциялар сонымен қатар жылу нейтрондары үшін маңызды процестер болып табылады. Олардың ішіндегі ең тәні - сәулелену реакциясы (n, γ). Нейтрон энергиясы төмендеген сайын серпімді шашырау қимасы (n, n) шамамен бірнеше сарай деңгейінде қалады, ал қимасы (n, γ) 1 / v заңына сәйкес өседі, мұндағы v - оқиғаның нейтрон жылдамдығы. Сондықтан өте баяу нейтрондар үшін абсолютті ғана емес, сонымен бірге радиациялық ұстап қалу реакцияларының салыстырмалы рөлі артады.
1>
Достарыңызбен бөлісу: |