Взаимодействие нейтронов с ядрами

Эти функции позволяют проектировать систему охлаждения реактора. Если известна плотность нейтронов в каждой точке реактора, то можно вычислить вероятности всех процессов взаимодействия нейтронов с ядром. Это позволяет рассчитать процесс выгорания ядерного горючего и образования новых делящихся изотопов, интенсивность излучения и поток нейтронов вне реактора. Последний фактор определяет требования к защите и позволяет рассчитать интенсивность нейтронных пучков для использования в исследовательских целях. К этой группе задач относится также определение схемы загрузки горючего, обеспечивающей пространственно однородное энерговыделение по всему объему реактора. За исключением случаев сравнительно простой геометрии активной зоны, проблемы неравномерной загрузки горючего можно решать только численными методами. [c.20]

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕЙТРОНОВ С ЯДРАМИ [c.24]

В качестве первого шага в определении вероятностей взаимодействия нейтрона с ядром рассмотрим следующую задачу. Пусть нейтронов, [c.26]

Если это равенство сравнить с выражением (2.2), то можно получить одну из основных вероятностных функций для взаимодействий нейтрона с ядрами — вероятность того, что нейтрон избежит столкновения на длине х [c.26]

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]

Для более детальной характеристики взаимодействия нейтронов с ядром вводят понятие дифференциального сечения рассеяния da, определяемого как количество нейтронов, рассеянных внутри телесного угла dQ. Дифференциальное сечение зависит от угла рассеяния. Действительно, если на покоящееся ядро направить пучок нейтронов, то в зависимости от того, на каком прицельном расстоянии ) от ядра они пролетают, угол их рассеяния будет неодинаков. Некоторые налетающие нейтроны рассеиваются под углом, близким к 180 , другие — под очень малыми углами. [c.38]

Методы, основанные на ядерных реакциях—радиоактивационный, или (его главная часть)—нейтронно-активационный метод анализа. Нейтронно-активационный метод возник после открытия атомной энергии и создания действующих атомных реакторов. Принцип метода заключается в следующем. Анализируемый материал подвергают действию нейтронного излучения в атомном реакторе или посредством нейтронного генератора. При взаимодействии нейтронов с ядрами элементов происходят ядерные реакции и образуются радиоактивные изотопы всех элементов, входящих в состав пробы. Затем пробу переводят в раствор и разделяют элементы химическими методами. Завершающим этапом определения является измерение интенсивности радиоактивного излучения каждого элемента пробы. [c.32]

Ядерная (атомная) энергия — это часть энергии связи в ядрах атомов, высвобождающаяся прп таких превращениях сверх-тяжелых или сверхлегких элементов, в результате которых образуются изотопы средни.х элементов. Высвобождение энергии сопровождается потерей массы, эквивалентной потере высвобождающейся энергии эта энергия высвобождается в результате преобразования массы покоя в энергию. Помимо целого ряда других реакций, в реакторах прежде всего происходит взаимодействие нейтронов с ядрами атомов. Однако в реакцию с ядрами особенно легко вступают нейтроны, движущиеся с определенной скоростью, неодинаковой в различных случаях и получившей наименование резонансной. При этой скорости эффективное сечение ядра максимально. (Под эффективным [c.547]

Сечение (вероятность взаимодействия нейтронов с ядрами) и тип ядерной реакции зависят от энергии нейтронов. Сечение измеряется в (см ) и по порядку величины близко к площади поперечного сечения атомного ядра см . Его размерность следует из [c.6]

Физической основой нейтронной радиографии является зависимость сечения взаимодействия излучения с веществом от характеристик вещества и прежде всего от его атомного номера и массового числа. В отличие, например, от рентгеновского и у-излучений эта зависимость для нейтронов (преимущественно низких энергий) выражена более сильно и имеет до некоторой степени противоположный характер (рис. 25). В связи с тем что эффективные сечения взаимодействия нейтронов с ядрами веществ увеличиваются с понижением энергии нейтронов (рис. 26), в радиационной дефектоскопии нашли преимущественное использование тепловые и надтепловые нейтроны. Из анализа кривых следует, что нейтроны вполне целесообразно использовать при дефектоскопии таких веществ, как марганец, бор, кадмий, водород и др. В этих веществах наблюдается резкое изменение в зависимости от энергии, что позволяет хорошо выявлять дефекты. [c.79]

Эффективные сечения рассеяния нейтронов на атомных ядрах определяются ядерными силами и зависят от свойств ядер и энергии относительного движения нейтрона и ядра. Точное вычисление эффективных сечений рассеяния в настоящее время невыполнимо из-за плохого знания волновых функций, определяющих основное и возбужденные состояния атомных ядер, и больших математических трудностей. Приходится прибегать к некоторым упрощениям. Одно из таких упрощений базируется на малом радиусе ( 10 см) действия ядерных сил. Область взаимодействия нейтрона с ядром практически совпадает с объемом ядра. Если обозначить наименьший радиус, при котором еще не проявляются ядерные силы, буквой R, то при энергии относительного движения n k / 2 i), соответствующей неравенству kR< , в рассеянии участвуют только s-волны (/ = 0). Неравенство kR -С 1 выполняется в сравнительно широком интервале энергий (О—5 МэВ). Нейтроны таких энергий называют медленными нейтронами. [c.569]

Полное микроскопическое (на одно ядро) сечение взаимодействия нейтронов с ядрами представляет со- [c.56]

Детальное описание взаимодействия нейтронов с ядрами находится вне рамок данного обзора. Его можно найти в соответствующей литературе [8, 20]. Для нейтронов с длиной волны намного больше 1 X взаимодействие с квантованными молекулярными колебаниями (фоно-нами) является слабым, и поэтому для расчета вероятности рассеяния с достаточной точностью можно использовать теорию возмущений второго порядка (особенно второе приближение Борна [20]). Слабое взаимодействие позволяет также описывать рассеяние с помощью "псевдопотенциала Ферми" [8, 20] и дает возможность разложить сечение рассеяния на произведение двух членов. Первый член выражает нейтронно-ядерное взаимодействие и содержит известные константы и экспериментальные параметры. Второй член, так называемый "закон рассеяния" [21] 5 (к, со), является функцией свойств и молекулярной динамики жидкости. Он выражает функциональную связь между энергией и количеством движения молекул А со и соответственно. [c.208]

Нейтронно-активационный анализ основан на взаимодействии нейтронов с ядрами облучаемого образца и свойствах радиоактивных атомных ядер. Основное уравнение активации имеет вид [c.43]

По характеру взаимодействия нейтронов с ядрами атомов реакции делятся на две группы. Первую составляют реакции, которые более чувствительны к нейтронам низкой энергии радиационного захвата п, у) и реакция деления п, /). Во вторую входят реакции, которые происходят при энергии нейтронов, превышающей пороговое значение. Основными пороговыми реакциями являются реакции расщепления ядра с вылетом заряженных частиц (п, р), п, а) неупругого рассеяния нейтронов (л, п ) эмиссии нейтронов п, 2п) и реакции деления (п, /). Реакции второй группы обычно происходят с поглощением энергии [c.80]

Для тепловых, медленных и отчасти промежуточных нейтронов реакция (га, у) является, как правило, превалирующей среди процессов взаимодействия нейтронов с ядрами и вносит наибольший вклад в сечение захвата. В области быстрых нейтронов радиационный захват уже играет [c.29]

Взаимодействие нейтронов с ядрами атомов приводит [c.259]

Вследствие того что нейтрон обладает магнитным моментом, он должен испытывать взаимодействие с электронами и ядрами, как магнитный диполь. Магнитное взаимодействие нейтрона с ядрами ничтожно мало и не имеет практического значения. Магнитный момент электронов в тысячи раз больше [c.205]

Вероятность взаимодействия нейтронов с ядрами характеризуется эффективным поперечным сечением. Для очень быстрых нейтронов сечение о я где Я — радиус атомного ядра. Для остальных [c.115]

Нейтроны не имеют заряда, поэтому они непосредственно не производят ионизации в веществе, а взаимодействуют исключительно с атомными ядрами. Однако продукты взаимодействия нейтронов с ядрами часто ионизируют окружающую среду, давая типичные радиационно-химические превращения. Такими вторичными ионизирующими частицами являются протоны или тяжелые положительные ионы, следовательно, химические эффекты нейтронного 44 [c.44]

Из физических методов анализа следует отметить нейтронно-активационный (ПАА), рентгено-флюоресцентный (РФА) и рентгено-радиометрический (РРМ). ПАА основан на взаимодействии нейтронов с ядрами облучаемой пробы. Предел обнаружения серы этим методом равен 5-10 %. В основе РРМ лежит измерение поглощения рентгеновских лучей при известной зависимости степени поглощения от концентрации анализируемого вещества. РРМ можно использовать для анализа нефтей и нефтепродуктов с массовой долей серы не менее 0,5 % При меньшем содержании серы метод дает существенные ошибки (результаты получаются завышенными). Наиболее достоверные результаты получают при массовой доле серы в анализируемом нефтепродукте 0,5—2,0,%- Предел обнаружения серы методом РРМ равен 1-10 2%. Общим недостатком методов НАА и РРМ является радиационная опасность, требующая специального оборудования лабораторных помещений. Из-за меньшей сложности в аппаратурном оформлении метод РРМ нашел применение, например, для определения серы в потоке на нефтепроводах и экспресс-анализа фракций при перегонке нефти. [c.81]

Взаимодействия нейтронов с ядрами элементов весьма обширны и разнообразны, их характер зависит от энергии нейтронов и структуры ядра [69]. Согласно энергии нейтроны разделяют на несколько групп, границы между которыми в некоторой степени условны [c.58]

Так как нейтрон обладает магнитным моментом, то в отличие от рентгенографии нейтронография позволяет охарактеризовать строение магнитной ячейки кристаллической решетки в этом случае на взаимодействие нейтронов с ядрами атомов налагается взаимодействие их с магнитными моментами атомов в целом. [c.165]

Заканчивая краткий обзор вопроса о структуре ядер, следует упомянуть об известных успехах оптической модели, которая, вводя эмпирический комплексный потенциал, позволила рассмотреть взаимодействие нейтронов с ядрами. [c.90]

Если при соударении нейтрон не проникает в ядро и последнее не изменяет своей природы, то процесс ограничивается тем, что нейтрон передает ядру часть своей кинетической энергии и обе частицы разлетаются в разных направлениях. Этот простейший случай взаимодействия нейтрона с ядром называется упругим рассеянием. В нем ядерные силы не участвуют и поэтому его можно рассматривать, как удар упругих шаров в классической механике. Он подчиняется законам сохранения энергии и сохранения момента количества движения. На этой основе можно найти энергию и направление полета нейтрона и ядра после соударения [68]. Расчет, усредненный по разным углам ударов (центральных и косых), дает для энергии Е и нейтрона до и после удара простое выражение [c.165]

Для регистрации нейтронов при прохождении их через газ используются вторичные эффекты, а именно ядра отдачи, возникающие при столкновении нейтрона с легким ядром. Ядра отдачи ионизируют атомы газа, и в электрической схеме прибора также появляется импульс тока. Кроме того, для регистрации нейтронов используются ядерные реакции с нейтронами, в результате которых образуются заряженные частицы, также вызывающие ионизацию газа. На этом принципе работают борные счетчики, заполненные фтористым бором. В результате взаимодействия нейтрона с ядром атома В1 происходит реакция В °(/г, а) [c.268]

Из ряда опытов по исследованию взаимодействия нейтронов с ядрами, радиоактивного распада ядер и других ядерных [c.27]

Из многочисленных других нейтронных реакций рассмотрим в качестве примера взаимодействие нейтронов с ядрами М, которое может осуществляться по четырем различным схемам [c.349]

Реакция (1.1) взаимодействия нейтрона с ядром заканчивается, когда промежуточное ядро переходит в одно из возмо, ных устойчивых состояний, испуская энергию возбуждения, нанример в форме -злектромагнитного излучения (у-лучей), т. е. [c.8]

Еще одним видом непроизводительных реакций является упругое рассеяние. При упругом рассеянии падающий нейтрон после столкновения с ядром-мишенью имеет иную кинетическую энергию, чем перед столкновением. Однако кинетическая общая энергия частиц перед столкновением и после него одинакова. По феноменологической точке зрения взаимодействие нейтрона с ядром при упругом рассеянии имеет черты как реакции захвата , так и реакции типа отклонения (defle tion). [c.15]

К рассеянню относятся все те взаимодействия нейтрона с ядром, л результате которых обра. уются нейтрон п ядро, отличающиеся от первонача. ь-ного только энергией (кипeтIlчe кoii или внутренней). Рассеяние бывает двух видов [c.25]

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]

НЕЙТРОНОГРАФИЯ — метод изучения структуры молекул, кристаллов, жидкостей с помощью дифракции (рассеивания) нейтронов имеет много общего с рентгегюграфией. Дифракция нейтронов — типичное оптическое явление, аналогичное дифракции рентгеновских лучей, в котором ярко проявляются волновые свойства нейтрона. Для нейтронографических исследований требуются пучки тепловых нейтронов высокой интенсивности. Поэтому Н. начала развиваться лишь после строительства ядерных реакторов. Для исследования структуры вещества узкий направленный пучок тепловых нейтронов из реактора падает на монокристалл. Отражение нейтронных волн от кристаллической поверхности происходит в результате взаимодействия нейтронов с ядрами кристалла. Чтобы определить структуру кристалла, надо измерить углы, под которыми наблюдаются отражения первого порядка и интенсивность его. Н. имеет ряд преимуществ по сра-внлшю с рентгенографией благодаря зк1 чительному расширениво числа объектов исследования. [c.172]

В 1940 г. Мак-Миллан и Эйблсон [541] обнаружили взаимодействие нейтронов с ядрами главного изотопа урана — ведущее к образованию первого трансуранового элемента — нептуния. Впоследствии в результате разнообразных ядерных реакций были получены и другие представители актинидного ряда с атомными номерами более 93, кончая лауренсием — юзЬ у. [c.7]

Исходные данные срвд = 6,59 нейтр./(см с) (табл. 5.14) Он = 6,9-10 см (микроскопическое сечение взаимодействия нейтронов с ядрами водорода) ао= 1,5 - 10 " см (микроскопическое сечение взаимодействие нейтронов с ядрами кислорода) [c.59]

При взаимодействии нейтрона с ядром урана-238 образуется неустойчивый изотоп урана-239, который в результате испускания р-частицы превращается в неп-туний-239. Последний также р-радиоактивен и вс-лед-ствие распада приводит к образованию плутония-239. Соответствующие ядерные реакции могут быть записаны следующим образом [c.44]

В этом случае ядро, образовавшееся послезахвата нейтрона, -активно. Наконец, в-третьих, может произойти деление ядра. Все эти процессы взаимодействия нейтронов с ядрами рассматриваются ниже более подробно. [c.155]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология