Нейтроны рассеяние и поглощение

НЕЙТРОННО-АБСОРБЦИОННЫЙ АНАЛИЗ (НАА), метод количеств, определения элементов, а также отдельных нуклидов по ослаблению потока нейтронов, проходящего через слой анализируемого в-ва. Ослабление потока может происходить вследствие взаимод. нейтронов (их поглощения или рассеяния из коллимированного пучка) с ядрами определяемого элемента. Вероятность взаимод. характеризуется сечением а, причем а = и/ФЛ , где и-число актов взаимод. определенного типа между нейтронами и ядра ми-мишенями атомов в элементарном объеме исследуемого образца, У-число ядер-мишеней, Ф-флюенс нейтронов, т.е. отношение числа нейтронов, проникающих в элементарный объем, к площади его поперечного сечения. Большие средние сечения поглощения медленных нейтронов характерны, напр., для Li (ст = 7,0-10 м ) и Gd (4,6 10 м ). [c.205]

Как отмечалось в разд. II, диффузионное движение приводит к ряду переносов небольшого количества энергии, что обусловливает уширение энергетического спектра падающих нейтронов. Угловые и температурные изменения полуширины и площади этой квазиупругой составляющей зависят от особенностей диффузионного процесса и связанных с ним параметров (см. разд. II). Уширение спектра можно было бы наблюдать непосредственно, если бы падающий пучок был монохроматическим и отсутствовало аппаратурное уширение. Однако на практике распределение энергии падающих нейтронов и аппаратурное уширение спектра приходится определять экспериментально. Поскольку ванадий рассеивает нейтроны упруго и почти полностью некогерентно, он служит эффективным "зеркалом" для падающего пучка нейтронов. Таким образом, измеряя распределение по энергии нейтронов, рассеянных на ванадии, определяют распределение падающего пучка нейтронов по энергии, как показано на рис. 4,6. Основное брэгговское поглощение Ве соответствует 165-му каналу (т.е. [c.240]

Однофононное когерентное рассеяние нейтронов (рассеяние с испусканием или поглощением одного фонона) при наличии в кристалле соответствующей примеси также обладает особенностью при частотах испускаемых (или поглощаемых) фононов, близких к (о . Дифференциальное сечение такого рассеяния нейтронов имеет дополнительный характерный множитель типа (12.81), аномально возрастающий вблизи квазилокальной частоты. Естественно, что похожие особенности должны быть в спектре инфракрасного поглощения кристаллов с примесями, дающими квазилокальные колебания. [c.224]

Нейтрон, достигший атомного ядра, может принять участие в следующих основных процессах упругом и неупругом рассеянии, поглощении с последующим испусканием других частиц и делении ядра. Для каждого такого процесса существует свое эффективное поперечное сечение (см. п. 3. 14 и 4. 12) [c.44]

В данном случае нас не интересует характер различных взаимодействий. Достаточно представлять разницу между рассеянием и поглощением. Если нейтрон при первом столкновении рассеется, он потеряет часть энергии и изменит направление своего движения. При этом имеется определенная вероятность того, что, двигаясь в этом новом направлении, нейтрон либо достигнет границ и покинет систему, либо снова столкнется с ядром, в результате чего произойдет его поглощение или рассеяние с соответствующей потерей энергии п изменением направления движения. Траектория отдельного нейтрона в пространстве имеет вид сложной ломаной линии, которая имеет начало в точке, где нейтрон родился, и конец в точке, где он будет поглощен или покинет пределы реактора (рпс. 2.1). [c.24]

Другой особенностью источника быстрых пейтронов, которую следует учитывать при расчетах, является первый пробег. Когда рождается быстрый нейтрон, он движется от точки своего рождения к наружной поверхности, пока не испытает первого столкновения. При относительно больших энергиях сечепие поглощения мало (оно изменяется по закону 1/у), так что наиболее вероятно первое рассеивающее столкновение. В большинстве случаев большая доля полного пробега нейтрона в процессе замедления обусловлена именно первым пробегом. Хотя, в среднем, нейтроны испытывают много последующих рассеяний, они происходят в пределах малого расстояния от точки первого рассеяния. В результате нейтрон достигает тепловой энергии в окрестности точки первого столкновения. Можно представить себе следующую грубую картину процесса замедления первый пробег, который равен длине пробега до замедления, и последующее замедление в точке первого рассеивающего столкновения. Эта грубая модель может быть использована в качестве первого приближения при описании процесса замедления быстрых пейтронов. [c.163]

Из-за металлических оболочек на блочках горючего увеличивается т , так как металл обычно имеет большое сечение рассеяния и оказывает сопротивление потоку нейтронов в блок, способствуя еще большему уменьшению потока в горючем. Каналы, содержащие водородные материалы, имеют меньшую величину / из-за потерь тепловых нейтронов в результате поглощения [c.487]

Экспериментальные методы, применяемые для определения и характеристики структуры полимерных цепей и их совокупностей, упоминались в общем обзоре гл. 1. Дополнительную информацию по дифракции рентгеновских лучей [3], рассеянию нейтронов [4—6], электронов и света [4, 52, 53], оптической и электронной микроскопии [3, 14Ь], термическим [3, 54] и вязкоупругим свойствам [14с, 55—57] и методу ядерного магнитного резонанса (ЯМР) [3] можно получить из источников, указанных в списке литературы к данной главе. В гл. 5 и 6 соответственно будут рассмотрены методы инфракрасного поглощения (ИКС) и ЭПР. [c.35]

Ядро обладает рядом энергетических уровней. Пусть — энергетический уровень, наиболее близкий к энергии Е тепловых нейтронов. В результате взаимодействия нейтрона с ядром возможно образование составного ядра, сопровождающееся ядерными реакциями. Нас интересует резонансное поглощение нейтрона и его реэмиссия без изменения энергии (упругое рассеяние). Поэтому наряду с рассмотренным выше потенциальным рассеянием следует учесть возможность резонансного рассеяния, сечение которого описывается формулой Брейта — Вигнера [c.80]

Здесь Е — энергия падающего нейтрона, Е,. — энергия ядерного уровня, Га и — соответственно полуширины резонансного уровня для поглощения нейтрона и для реэмиссии без изменения энергии нейтрона, С — постоянная. Первый член в этой формуле описывает потенциальное, а второй — резонансное рассеяние. Если уровень Е сильно отличается от энергии нейтрона Е, то резонансный член мал. При уменьшении разности Е — Е ) вклад резонансного члена в общее рассеяние возрастает. Разность Е — Ег) может быть положительной и отрицательной, поэтому сечение о может быть больше и меньше 4лЬ . Например, для ядра ванадия результирующая длина рассеяния оказывается очень маленькой — 0,05 см, а в случае ядер водорода, титана и [c.80]

Данные о структуре кристаллических веществ можно получить на основании самых разнообразных исследований. К их числу можно отнести и чисто визуальное измерение внешних граней и углов в монокристаллах, и изучение их объемных характеристик, таких, например, как электропроводность или модули упругости. Однако эти характеристики не позволяют точно установить положение микрочастиц в кристаллах из-за их плотной упаковки. Поэтому при изучении структуры кристаллических веществ используются главным образом оптические методы, базирующиеся на поглощении и рассеянии различных излучений кристаллами. Поскольку длины связей в кристаллах (постоянные их решеток) порядка 0,1—0,3 нм, для анализа обычно используют коротковолновые излучения типа рентгеновского, а также нейтронные и электронные потоки. [c.91]

Глубокие химические изменения происходят в полимерах при действии радиационных излучений независимо от вида энергий (рентгеновские, лу-чи, быстрые и медленные нейтроны, быстрые электроны, а-частицы, протоны, другие продукты ядерных реакций), Энергия этих излучений порядка 9—10 эВ и более, тогда как энергия химических связей в полимерах порядка 2,5—4 эВ, Поэтому такие излучения способны вызвать разрыв связей в цепи, но он не всегда имеет место вследствие перераспределения и рассеяния (диссипации) энергии. При облучении, например, полиэтилена лишь 57о поглощенной энергии идет на развитие химических реакций, а 95% рассеивается в виде теплоты. [c.244]

Требование к исследуемому образцу. Для получения дифракционного эффекта требуется кристалл определенного размера. Последний зависит от коэффициента рассеяния и быстроты поглощения лучей в веществе поток электронов полностью поглощается при прохождении через слой в несколько микронов рентгеновские лучи дают достаточную интенсивность рассеяния при пересечении слоя в 1 мм для ощутимого рассеяния потока нейтронов нужны уже не миллиметры, а сантиметры. Поэтому для рентгеноструктурных исследований необходим монокристалл с размерами в пределах 0,1 —1,0 мм. В частности, можно использовать игольчатые (нитевидные) кристаллы очень небольшого поперечного сечения. Для нейтронографического исследования обычно требуется более массивный монокристалл — размером в 0,5—1 см (что, впрочем, существенно зависит от интенсивности первичного пучка нейтронов). Получение таких монокристаллов часто составляет самостоятельную техническую проблему. Наоборот, в электронографии можно пользоваться лишь кристаллическими пленками. Обычно они создаются путем кристаллизации вещества на аморфной, прозрач- [c.172]

Отсюда видно, что в данном направлении отражаются нейтроны с дискретным значением их энергии. На практике используют отражения первого порядка. Интенсивность отражения п-го порядка в раз слабее интенсивности отражения первого порядка. Кроме того, если в отражении участвуют нейтроны с энергией вблизи максимума спектра, то нейтроны с энергией, отвечающей более высоким порядкам отражения, будут попадать в интервал спада кривой максвелловского распределения, что также обусловливается уменьшением относительной интенсивности отражений высших порядков. В качестве монохроматоров используются монокристаллы свинца, меди, цинка, бериллия, германия, характерными свойствами которых является большое значение амплитуды когерентного рассеяния при малом поглощении. Поворачивая кристалл-монохроматор на определенный угол, можно выделить из сплошного спектра нейтронов узкую полоску длин волн шириной порядка 0,05 А. [c.94]

При взаимодействии рентгеновского излучения, электронов и нейтронов с веществом часть их энергии превращается в различные виды внутренней энергии вещества и в энергию вторичного излучения. Это приводит к частичному поглощению падающего на образец излучения. Поэтому интенсивность рассеяния не может быть правильно определена без внесения поправки на поглощение. Эта поправка зависит от формы образца и угла рассеяния. В случае плоского образца при съемке на прохождение лучей эта поправка вычисляется по формуле [c.101]

По данным работ [5, 6], сечение рассеяния атомом бериллия 0S составляет 6,1 барн/атом, сечение поглощения сга — 0,009 барн/атом, макроскопическое сечение рассеяния (2s = Nas)—0,76 СМ , макроскопическое сечение поглощения (ila = N o) —0,0011 см 2 и коэффициент замедления (о /оо) — 145. В качестве сравнения в табл. 2 приведены данные основных ядерно-физических характеристик бериллия и некоторых других веществ, использующихся в настоящее время как материалы — замедлители нейтронов. [c.5]

Функция <7о(л) описывает поглощение, 1) — деление. Выведите уравнения для первого и второго моментов, преобразуйте нх к непрерывным обозначениям и добавьте члены, описывающие перенос. В результате получится уравнение переноса нейтронов, включающее флуктуации . [c.324]

Различные типы связей и виды колебаний в макромолекуле полиэтилентерефталата отражаются в спектре поглощения инфракрасного излучения и спектре рассеянных нейтронов. В табл. 5.1 основные полосы инфракрасного спектра соотнесены с определенными связями и группами или колебаниями [8—И]. [c.102]

В процессе деления основная часть нейтронов образуется за очень короткий промежуток времени (Ю сек) — это так называемые мгновенные нейтроны, и только 0,767о всех нейтронов образуется с запаздыванием — это так называемые запаздывающие нейтроны. Высвободившиеся нейтроны обладают высокой скоростью, а при их прохождении через какое-либо вещество происходят частично упругие и частично неупругие столкновения с ядрами атомов этого вещества. При упругих столкновениях нейтроны сообщают ядрам кинетическую энергию, теряя при этом скорость. Этот процесс получил название упругого рассеяния. При неупругих столкновениях нейтроны поглощаются, причем ядра становятся более возбужденными. Свою энергию возбуждения ядро может отдать снова полностью или частично, высвобождая при этом захваченный ранее нейтрон неупругое рассеяние) нейтрон может образоваться также в результате распада, или деления. Как уже отмечалось, многочисленные столкновения замедляют быстрые нейтроны до скорости тепловых нейтронов. Время замедления, зависящее от замедлителя, составляет примерно 10 сек. Вероятности рассеяния, поглощения и деления определяются соответствующими эффективными сечениями. [c.551]

Зависимость поглощения второго звука от температуры вблизи Я-точки была измерена Тайсоном [148], результаты которого подтверждают соотношение (3.13). Непосредственного измерения дисперсии критической моды, например, с помощью нейтронного рассеяния, не проводилось. [c.231]

Фононным взаимодействием объясняются особенности теплового расширения, температурные зависимости теплоемкостей и упругих постоянных кристалла, а также многие эффекты, связанные с взаимодействием вещества и излучения, как, например, рассеяние рентгеновских лучей, рассеяние нейтронов, инфракрасное поглощение, эффект Мёссбауэра. [c.308]

Методы измерения сечений отдельных нейтронных реакций значительно более сложны и здесь не обсуждаются. Сечения для тепловых нейтронов обычно относят к сечениям взаимодействия нейтронов, кинетическая энергия которых соответствует равновесной температуре материала. Обычно эта температура принимается равной 20° С (0,025 эв). Соответствующая скорость нейтронов составляет 2200 м1сек. Поперечные сечения поглощения, упругого рассеяния и деления в тепловой области для некоторых материалов реактора приведены в табл. 2.2 [10]. В ней также приводится плотность материалов при температ/ре 20° С. [c.35]

Моноэнергетические нейтроны изотропно испускаются из точечного источника мощностью да нейтр/сек в бесконечной среде. Найти, сколько нейтронов поглощается в 1 см данного вещества в 1 сек в любой точке бесконечной среды, если ядра этой среды имеют сечение поглощения о о а для нейтронов данной энергии, незначительное сечеиис рассеяния и ядерную плотность А. [c.37]

Четвертое предположение является также упрощением, но оно не вносит больших изменений в результаты. Прн этом поперечные сечения поглощения и упругого рассеяния будем отиоспть к скорости нейтронов и, хотя символ V будем опускать. [c.40]

Пусть в единичном объеме за единицу времени образуется нейтронов. Если эти П(, нейтронов получены в результате реакции деления, они обладают кинетической энергией порядка 2 Мзв. Каждый из этих нейтронов при движении сталкивается с различными ядрами в результате этих столкновений 1) изменится направление дпп/кенпя нейтрона 2) нейтрон потеряет свою кинетическую энергию 3) может бить поглощен ядром или 4) в результате последнего рассеяния нейтрон может уйти из системы. [c.41]

Спектр нейтронов в реакторе определяется всеми тремя типами реакций взаимодействия нейтронов с веществом. Однако средняя энергия нейтронов, роледающнхся в реакторе, определяется реакциями деления. Детальная же форма спектра обусловлена процессами рассеяния и поглощения. Наибольшее влияние оказывает рассеяние, которое главным образом и определяет общую форму спектра. Влияние поглощения на спектр до некоторой степени вторично и в большинстве реакторов приводит лишь к искажению спектра, полученного в результате рассеяния. [c.48]

Левая часть этого уравнения есть скорость, с которой нейтроны выбывают из единичного энергетического интервала около Е в результате рассеяния и поглощения. Интеграл, как и в уравнении (4.62), определяет скорость, с которой нейтроны входят в этот интервал в результате рассеяния с более высоких уровне энергий. Отметим, что функция рассеяния на водороде имеет простой вид НЕ, где Е — энергия нейтрона перед столкновением. Так как для водорода а—>0, то нейтрон может быть рассеян от энергии Е до любого значения энергии (0< Е<с Е ). Соответственно источники нейтронов могут давать вклад непосредственно в нейтронный поток при любой энергии Е от Е до нуля. Такпм образом, член д Ед появляется в балансном соотношении для всех значений У ,,. Однако такой вид записи вклада источника весьма приближенный. В действительности не все появляющиеся от источника нейтроны участвуют в процессе замедления некоторые нейтроны источника поглощаются при первом же столкновении, и поэтому коэффициент должен быть скорректирован с учетом этих потерь. В этом случае лучше использовать следующую запись [c.71]

Это уравнение отражает то обстоятельство, что единственным физическим процессом, приводящим к выбыванию нейтронов из потока замедления в бесконечной среде, является столкновение с поглощением нейтрона. Однако даже нри этих упрощающих предположениях система уравнений (4.89, б) и (4.91) не может быть точно решена. Поэтому введем еще одно допущение, которое состоит в том, что поглощение предполагается настолько игалым, что решенпе для д [и) будет близким к решению в случае чистого рассеяния. При таких ограничениях не может быть быстрого изменения ф(м), поскольку такие быстрые изменения могут возникнуть только из-за большой скорости выведения нейтронов в результате сильного поглощения. Такпм образом, предположим, что плотность рассеяния 2 (и) ф (и) слабо изменяется на каждом интервале столкновений [c.73]

В работах [17] рассмотрено влияние температуры на поток нейтронов в бесконечной поглощающей среде. Расчеты в этпх работах проведены для однородной среды из несвязанных ядер с постоянным поперечным сечением рассеяния и сечением поглощения, подчиняющегося закону 1/у. Предполагалось, что для скоростей ядер имеет место распределение Максвелла — Больцмана (4.172) и что нейтроны вводятся в систему от моноэнергетического источника. Для расчетов замедления и рассеяния в области тепловой энергии использовался метод Монте-Карло. Мы не будем здесь описывать этот метод, а обратим вниманпе на полученные результаты. [c.95]

Следовательно, можно пользоваться приблиисенным условием на экстраполированной границе — равенства нулю нейтронного потока, — вместо точного — равенства нулю составляющей плотности потока из вакуума,— если сечение поглощения много меньше сечения рассеяния (заметим, что для большинства ядер 2, 2,, согласно формуле (5.33)) и, кроме того, значение свободного пробега на рассеяние (снова используем должно быть много меньше размеров системы. Это условие применимости диффузионной теории. [c.135]

Требование к исследуемому образцу. Для получения дифракционного эффекта требуется кристалл определенного размера. Последний зависит от коэффициента рассеяния и быстроты поглощения лучей в веществе поток электронов полностью поглощается при про.хождении через слой в несколько микронов ренггеновские лучи дают достаточную интенсивность рассеяния при пересечении слоя в 1 мм для ощутимого рассеяния потока нейтронов нужны уже не миллиметры, а сантиметры. Поэтому для рентгеноструктурных исследований необходим монокристалл с размерами в пределах 0,1 —1,0 мм. В частности, можно использовать игольчатые (нитевидные) кристаллы очень небольшого поперечного сечения. Для нейтронографического исследования обычно требуется более массивный монокристалл — размером в 0,5—1 см (что, впрочем, существенно зависит от интенсивности первичного пучка нейтронов). Получение таких монокристаллов часто составляет самостоятельную техническую проблему. Наоборот, в электронографии можно пользоваться лишь кристаллическими пленками. Обычно они создаются путем кристаллизации вещества на аморфной, прозрачной для электронов подложке. При этом, как правило, возникает не монокристальная, а поликристалличе-ская пленка. Для структурного анализа, однако, важно, чтобы кристаллики пленки имели в ней некоторую преимущественную ориентацию. Добиться кристаллизации такой текстурированной пленки удается не всегда. [c.128]

Так как скорость фотона с 10 м/с, а скорость нейтрона = —УЗкТ/т 10 м/с, то время прохождения ими расстояния порядка 10 1 м составляет 10"1 с для фотона и 10" с для нейтрона. Следовательно, энергия рентгеновских фотонов почти в 10 раз больше, чем энергия нейтронов при той же длине волны. Во столько же раз меньше продолжительность взаимодействия фотона с атомом. Поэтому для рентгеновского излучения неулругое рассеяние атомов не играет роли, для нейтронов же оно составляет значительную часть общего рассеяния, что усложняет методику дифракционного эксперимента. Вместе с тем слабое поглощение нейтронов позволяет получать дифрак-тограммы от жидких металлов, сильно поглощающих рентгеновское излучение. Применение к жидкостям электронов сопряжено с рядом трудноустранимых побочных эффектов. Электроны являются удобным средством изучения строения молекул газов, структуры кристаллических и аморфных тел. [c.41]

Представления, связанные с В. в. и поворотной изомерией молекул, применяют в теории строения как низкомол., так и высокомол. соединений. Разработаны методы и схемы конформационных расчетов достаточно сложных молекулярных систем на основе мех. моделей, получили также развитие полуэмпирич и неэмпирич. квантовомех. расчеты потенциальных ф-ций В. в. молекул. Для изучения явлений В в. и поворотной изомерии молекул используют методы спектроскопии ИК, комбинац. рассеяния, микроволновой, УФ, ЯМР, ЭПР, а также методы газовой электронографии, поглощения ультразвука, некогерентного, неупругого рассеяния нейтронов, измерения дипольных моментов, диэлектрич. потерь и др. [c.393]

КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, особенности в поведении в-ва, наблюдаемые вблизи критич. точек однокомпонентных систем и р-ров (см. Критическое состояние), а также вблизи точек фазовых переходов II рода. Важнейшие К. я. в окрестности критич. точкн равновесия жидкость - газ увеличение сжимаемости в-ва, аномально большое поглощение звука, резкое увеличение рассеяния света (т. наз. критич. опалесценция), рентгеновских лучей, потоков нейтронов изменение характера броуновского движения аномалии вязкости, теплопроводности и др. В окрестности Кюри точки у ферромагнетиков и сегнетоэлектриков наблюдается аномальное возрастание магн. восприимчивости или диэлектрич. проницаемости соотв., вблизи критич. точек р-ров - замедление взаимной диффузии компонентов. К. я. могут наблюдаться и вблизи точек т. наз. слабых фазовых переходов I рода, где скачки энтропии и плотности очень малы и переход, т. обр., близок к фазовому переходу II рода, напр, при переходе изотропной жидкосги в нематич. жидкий кристалл. Во всех случаях при К. я. наблюдается аномалия теплоемкости. К. я. оказывают влияние и на кинетику хим. процессов вблизи критич. значений параметров состояния. В частности, скорость гетерог. р-ций в диффузионной области протекания перестает зависеть от состава системы. Скорость бимолекулярных р-ций с малой энергией активации вблизи критич. точки резко замедляется. [c.540]