Нейтроны неупругое

Молекулы воды, соединенные водородными связями, не могут свободно вращаться вокруг своих центров масс. Колебательное и вращательное движения молекул НаО в значительной степени заторможены действием направленных водородных связей. Об этом свидетельствуют также данные неупругого рассеяния медленных нейтронов. з ,мэв Напомним, что нейтронные исследования динамики жидкостей основаны на измерении энергетического распределения нейтронов, неупруго и квазиупруго рассеянных под [c.234]

Понижение диэлектрической проницаемости граничных слоев воды следует также из молекулярно-динамических оценок изменений вращательной подвижности диполей воды [4] п подтверждается исследованиями структуры воды в тонких прослойках методом неупругого рассеяния нейтронов и ЯМР. Так, для дисперсий кремнезема времена релаксации молекул воды в граничном слое 1 нм в 5—10 раз превышают объемные значения [39]. Методом электронного спинового резонанса показано, что подвижность спиновой метки снижается с уменьшением радиуса пор силикагеля от 5 до 2 нм [40]. [c.14]

Для измерения микроскопического коэффициента самодиффузии в некоторых работах [622, 623] использовали метод неупругого рассеяния нейтронов (НРН). Время наблюдения для данного метода составляет 10 с. Полученные с помощью ЯМР и НРН величины Dos для граничной воды приблизительно на порядок ниже величин Dop для объемной воды [620]. [c.240]

Радиационный захват и неупругое рассеяние — два других конкурирующих процесса с непроизводительной потерей нейтронов. Реакцию радиационного захвата (1.2) можно записать так [c.14]

Другой непроизводительный процесс — неупругое рассеяние — не приводит к потере нейтронов, а лишь снижает их кинетическую энергию. В рамках теории составного ядра процесс неупругого рассеяния представляется как захват ядром нейтрона при одной энергии и освобождение его при другой [c.15]

Так называемое потенциальное рассеяние является процессом типа отклонения. Резонансное же рассеяние можно рассматривать с помощью модели составного ядра как реакцию неупругого рассеяния (1.19) в сравнительно узком интервале энергий падающего нейтрона [2, 4], в результате которого в бомбардируемом ядре не остается избыточной энергии. Энергия возбуждения оказывается равной нулю. [c.15]

В первую очередь рассмотрим процессы неупругого рассеяния. Уже было отмечено, что при столкновении, которое сопровождается неупругим рассеянием, образуется составное ядро в возбужденном состоянии. Энергия возбуждения складывается из кинетической энергии падающего нейтрона и энергии связи этого нейтрона с ядром-мишенью. В случае легких ядер энергия возбужденного состояния составного ядра по энергетической шкале находится далеко от основного состояния — на расстоянии до 1 Мэе. Если масса бомбардируемой частицы большая, то первый уровень возбуждения располагается ближе к основному состоянию (от 10 до 100 кэв) и промежуточные состояния находятся па более близком расстоянии друг от друга, чем в легких ядрах [21. [c.48]

СПЕКТРОСКОПИЯ НЕУПРУГОГО РАССЕЯНИЯ НЕЙТРОНОВ [c.8]

Наиболее полную информацию о колебательном спектре молекулы С60 содержат данные о неупругом рассеянии медленных нейтронов [I], так как здесь возможно эффективное возбуждение всех типов колебаний молекулы независимо от их симметрии. Согласно анализу [13], из 174 возможных типов ко- [c.8]

В замедлителях, охлажденных до низких температур, получают длинноволновые холодные нейтроны с малыми величинами импульса р. Это позволяет использовать холодные нейтроны для исследования колебательных (фононных) и магнонных спектров кри.-сталлов с помощью неупругого рассеяния. [c.73]

Уникальными возможностями обладает метод нейтронографии, успешно применяемый для исследования твердых тел и жидкостей, веществ с близкими и достаточно далекими атомными номерами, а также соединений, содержащих изотопы одного и того же вещества. По угловому распределению интенсивности рассеяния медленных нейтронов впервые удалось определить пространственное расположение атомов водорода и длины водородных связей в обычной и тяжелой воде, обнаружить наличие ближайшего ориентационного порядка, существующего в этих жидкостях наряду с ближним координационным порядком. Опыты по неупругому рассеянию медленных нейтронов продемонстрировали коллективный характер теплового движения атомов и молекул в жидкостях, подтвердили теоретические предсказания Л. Д. Ландау о существовании в жидком гелии квазичастиц двух типов фононов и ротонов. В настоящее время эти дифракционные методы являются составной частью физики твердого тела, физического материаловедения, молекулярной физики, биофизики и биологии. Они взаимно дополняют друг друга, имеют свою специфику, преимущества и ограничения, связанные с различием физических свойств рентгеновского излучения, электронов и нейтронов. На современном этапе при проведении структурных исследований используется новейшая аппаратура и вычислительная техника. Помимо навыков работы с ними от специалиста требуется знание теории рассеяния, основ статистической и атомной физики, природы сил взаимодействия атомов и молекул. [c.6]

Нейтроны рассеиваются ядрами атомов. При этом упругое рассеяние медленных нейтронов используется для изучения атомного строения вещества, а неупругое — для изучения динамики атомов и молекул. [c.26]

Квазиупругое рассеяние связано с эффектом отдачи рассеивающих ядер, наличием в жидкости низкоэнергетических диффузионных движений. Строго говоря, оно является неупругим рассеянием, но только с малыми передачами энергии. При переходе от жидкости к кристаллу квазиупругое рассеяние трансформируется в чисто упругое. Неупругое рассеяние нейтронов связано с обменом энергией между нейтронами и атомами или молекулами, совершающими колебания и заторможенные вращения и трансляции. По сравнению с диффузионным колебательное движение характеризуется более высокой энергией. [c.66]

Ротоны — коротковолновые элементарные возбуждения в Не-П, связанные с вихревым движением жидкости. Между ротонами и длинноволновыми возбуждениями (фононами) нет принципиальной разницы, поскольку ротонная кривая спектра является продолжением фононной. Предсказанный Л. Д. Ландау общий вид энергетического спектра элементарных возбуждений Не-П полностью подтвержден данными неупругого рассеяния медленных нейтронов. [c.165]

В качестве второго объекта исследования был взят галлий. Исследование радиальной функции распределения в жидком галлии, проведенное посредством изучения дифракции рентгеновских лучей и нейтронов, показало, что число ближайших соседей в галлии меняется при плавлении от 1 + 6 до 10. Существенное изменение ближнего порядка, происходящее при плавлении, а также то, что жидкий галлий может находиться в переохлажденном состоянии, делают это вещество удобным объектом для изучения влияния ближнего порядка на структуру энергетического спектра коллективного движения атомов. Исследование неупругого рассеяния медленных нейтронов твердым и жидким галлием показало, что при его переходе в жидкое состояние спектр нейтронов претерпевает коренные изменения. Исчезает молекулярный пик, наблюдавшийся в высокоэнергетической части спектра, получен- [c.187]

Таким образом, энергетический спектр неупруго рассеянных нейтронов непосредственно отражает специфику ближнего порядка в жидкостях и аморфных телах, наличие в них коллективных движений, аналогичных движению фононов в кристаллах. [c.188]

Рис. 9.6. Энергетический спектр нейтронов, рассеянных квазиупруго (а) н неупруго водой под углом 90° (б) . ...... спектр нейтронов первичного пучка

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]

При использовании слабо обогащенных материалов гетерогенные систем1л более приемлемы (если не единственно возмол ны). В гомогенных системах, использующих природный уран в смеси с любым из известных замедлителей, единственным исключением из которых является тяжелая вода, не может быть обеспечена самоподдерж вающаяся цепная реакция, так как эти замедлители обладают большим сечением захвата нейтронов. Такие хорошие замедлители, как графит, бериллий (окись бериллия), обычная вода, требуют применения обогащенного ядерного горючего, а при работе на природном уране необходимо применение гетерогенной структуры. Блочное рас-нолол енне ядерного горючего обеспечивает лучшее использование имеющихся нейтронов, так как в этом случае улучшается возмон(ность поддержания ценной реакции. Нейтроны деления, возникающие в системе с энергией порядка нескольких мегаэлектронвольт, в результате упругих и неупругих столкновений с окружающими ядрами замедляются до тепловых скоросте . Если изобразить энергетическое распределение нейтронов как функцию энергии, то окажется, что основная масса нейтронов сосредоточена в сравнительно узком энергетическом интервале. Целесообразно ввести понятие средняя энергия нейтронов в реакторе . [c.18]

В дальпе1шгем под общим понятием <(Сто.лкновение будем иметь в виду перечисленные взаимодействия нейтрона с ядрами. Когда речь идет о вероят-1шсти ядерного столкновения, иод этим подразумевается любой из четырех процессов захват, деление, упругое рассеяние и неупругое рассеяние. [c.25]

Природа столкновения определяется в основном скоростью нейтрона. При энергиях нейтрона, превышающих 1 эв, ядро-мишень ведет себя как свободная частица, так как при этих энергиях силами химических связей можно пренебречь. При более низких энергиях нейтрона могут возникнуть внутримолекулярные колебания и произойдет неупругое столкновение иейтрона с этой молекулой. Однако существует некоторая скорость нейтрона, ниже которой не могут быть возбуждены даже самые слабые колебания молекулы, и ядро-мишень участвует и столкновении как целое с эффективной массой молекулы. [c.37]

Упругое ш неупругое рассеяние оказывают значительное влияние на энергетическое распределение нейтронов, так как каждый из. чтих процессов приводит к уменьшению энергии нейтронов. Однако неунругое рассеяние существенно лишь при высоких энергиях нейтронов, от нескольких килоэлектронвольт и выше. Прр1 меньших энергиях определяющим в механизме замедления становится упругое рассеяние. [c.48]

Это определение 2 будет использовано для оценки сечений радиационного захвата и деления иа быстрых нейтронах, но его трудно нрименить для определения неупругого сечения из-за недостатка сведений о деталях [c.513]

Рентгеновское и нейтронное рассеяние. Методы рентгепострук-турного и нейтроноструктурного анализа представляют собой дифракционные методы. Рентгеновские лучи — это электромагнитные волны большой энергии. Длины волн пх лежат в интервале от 0,05 до 0,20 нм. Нейтроны — незаряженные микрочастицы, обладаюплие массой покоя. Для пучков нейтронов соответствующие им длины волн лежат в пределах 0,1 —1,0 нм. Рентгеновское излучение рассеивается электронами атомов и молекул. Интенсивность рассеянного излучения фиксируется каким-либо способом и характеризует электронную плотность. Рассеяние рентгеновских лучей на ядрах оказывается пренебрежимо малым. В свою очередь, нейтроны рассеиваются ядрами атомов. При этом упругое рассеяние медленных нейтронов позволяет изучать атомную структуру вещества, а неупругое используется для изучения динамики частиц. Механизмы рассеяния рентгеновских лучей и нейтронов похожи. [c.101]

Неупругое и пластическое деформирование можно рассматривать как следствие последовательного движения дислокаций и смещения связывающих областей. Поворотная модель дает полное молекулярное описание структуры полимера. И на этот раз имеется лишь слабое различие между упорядоченными н неупорядоченными областями. Печхолд указывает, что совершенный кристалл ПЭ может содержать до 4 поворотов на 1000 групп СНг, в то время как в структуре типа расплава их число достигает 200 на 1000. Хотя эта концентрация столь велика, что исключает и ближний, и дальний порядок, какая-то логика в организации пространства, заполненного цепными молекулами, должна сохраниться. Печхолд предложил подходящие модели — сотовую и меандровую (рис. 2.1, в). Он полагает, что последняя модель более вероятна и может существовать в частично кристаллических волокнах (рис. 2.18,6) и в каучуках [11, 14Г]. Упомянутые ранее а-, р- и 7-релакса-ционные переходы объясняются в рамках данной модели движением поворотных блоков, замораживанием вращения сегмента из-за отсутствия свободного объема и существованием поворотных ступеней и скачков соответственно в аморфной и кристаллической областях [11]. Хотя эксперименты по рассеянию нейтронов [100—104] в значительной степени опровергают наличие четкого меандрового упорядочения цепей, предложение Печхолда было в высшей степени плодотворным для изучения структуры аморфных областей. [c.53]

Плоские графитовые монохроматоры применяются для исследований дифракционного и неупругого рассеяний нейтронов. При этом обеспечивается дифрация нейтронов в диапазоне длин волн 0,2-0,5 нм [7-6], что позволяет исследовать магнитные структуры, фононы в твердых телах, фазовые переходы и биологические системы. [c.458]

Сравнение экспериментальных значений Ае(х ) с теоретическим показывает, что для описания теплового движения молекул воды модель непрерыв1юй диффузии совершенно неприменима. Удовлетворительное согласие экспериментальных данных с теоретическими получается в квазикристаллической модели, если для нее О = 1,85-10 м /с То = 2- Ю с т = О, т. е. молекула воды большую часть времени совершает колебательное движение в окружении своих соседей. Более детальное представление о динамике молекул в воде можно получить, анализируя неупругое рассеяние монохроматических медл енных нейтронов. [c.235]

На рис. 9.6,6 приведен спектр неупругого рассеяния нейтронов под углом 90° в воде при комнатной температуре. Максимум около 5,2 МэВ представляет собой энергетический спектр падающего нейтронного пучка, монохроматизированного поликристаллическим бериллием. Максимумы при энергиях 66 26 13 10 МэВ соответствуют различным типам квантовых движений молекул в воде. Максимум при 66 МэВ можно приписать заторможенным вращениям молекул Н2О, а максиму мы при 13 и 10 МэВ — максимальной частоте заторможенных транс ляций, аналогичных акустическим колебаниям кристаллической ре шетки льда. Внутримолекулярные колебания молекулы Н2О с энерги ями примерно 200 и 400 МэВ в данном эксперименте не проявились В случае тяжелой воды максимумы в энергетическом спектре рассеян ных нейтронов обнаружены при 52 20 14 и 10 МэВ. Более низкое зна [c.235]

Неорганические материалы. В металлических и керамических материалах под действием облучения тяжелыми частицами (нейтронами, а-частицами, осколками деления и т. д.) происходит ионизация (неупругие столкновения) и смещение атомов (упругое столкновение) из положений равновесия. Смещение атома в решетке с образованием устойчивой пары вакансия — межузельный атом происходит, если энергия, передаваемая при упругом столкновении, больше примерно 25 эВ. Быстрые частицы (е > 1 МэВ) в связи с этим создают не одну пару, а целый каскад (до нескольких сотен, если е 2 МэВ) смещенных атомов. Смещенные атомы образуют локализованную область нарушений, которую называют пиком смещения . Время тормбжения нейтрона от энергии 2 МэВ до 100 эВ при образовании пика смещения, как показывает расчет, 10" с [30], т. е. энергия торможения нейтрона передается в первичных соударениях атомам, среды практически мгновенно. В пике смещения в связи с этим в течение 10 с происходит резкое повышение температуры (до —10 К). Быстрая отдача тепла в окружающую среду не позволяет установиться полному струк- [c.211]

В ГДР запатентованы устройство измерения зольности угля на конвейере по неупругому рассеянию нейтронов способ определения зольности активацией источниками f и Ra — Ве и регистрацией спектра 7-излучения. В ЧСФР запатентовано устройство для непрерывного измерения зольности угля с загрузочной воронкой, измерительным сосудом и нейтронными зондами над поверхностью. [c.39]

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]

К третьей группе методов Д. а. относятся, во-первых, все методы седиментационного анализа. Эти методы основаны, напр., на регистрации кинетики накопления массы осадка (седиментометр Фигуровского позволяет определять размеры частиц от 1 до 500 мкм) или изменения оптич. плотности суспензии. Применение центрифуг позволяет снизить предел измерения до 0,1 мкм (с помощью ультрацентрифуг можно измерять даже размеры крупных молекул, т.е. 1-100 нм). Во-вторых, широко используют разнообразные методы рассеяния малыми частицами света (см. Нефелометрия и турбидиметрия), в т. ч. методы неупругого рассеяния, а также рассеяния рентгеновских лучей, нейтронов и т.п. В-третьих, для определения уд. пов-сти применяют адсорбц. методы, в к-рых измеряют кол-во ад-сорбир. в-ва в мономолекулярном слое. Наиб, распростраиен метод низкотемпературной газовой адсорбции с азотом в качестве адсорбата (реже аргоном или криптоном). Уд. пов-сть высокодисперсной твердой фазы часто определяют методом адсорбции из р-ра. Адсорбатом при этом служат красители, ПАВ или др. в-ва, малые изменения концентрации к-рых легко определяются с достаточно высокой точностью. [c.78]

Нейтронное излучение взаимод. только с атомными ядрами среды. По энергии нейтроны (в сравнении со средней энергией теплового движения кТ где /с-постоянная Больцмана, Т-абс. т-ра) подразделяют на холодные (Е < кТ), тепловые (Е кТ), медленные (кТ< Е < 10 эБ), промежуточные (10 < < 5 10 эВ) и быстрые ( >5 -10 эВ). Нейтроны в в-ве испытывают упругое и неупругое рассеяние. Прн достаточной энергии нейтроны могут выбивать частично ионизир. атомы из среды (т. наз. ядра отдачи). При захваге нейтронов атомными ядрами могут происходить ядерные реакции, последствием к-рых является испускание у-квантов, о.- и Р-частиц, осколков деления ядра и др. Ослабление потока нейтронов происходит по экспоненциальному закону Ф = где N-число атомов дан- [c.254]