Рассеяние медленных нейтронов атомными ядрами

РАССЕЯНИЕ МЕДЛЕННЫХ НЕЙТРОНОВ АТОМНЫМИ ЯДРАМИ 5ед- [c.569]

Рассеяние медленных нейтронов атомными ядрами [c.569]

Метод нейтронографии основан на эффекте рассеяния потока медленных нейтронов атомными ядрами вещества. Контраст появляется вследствие различия интенсивности рассеяния монохроматического потока нейтронов на ядрах различной массы, причем существенно, что в отличие от рентгеновских лучей и электронов поток нейтронов не несет электрического заряда и, следовательно, интенсивность их рассеяния определяется только массой ядра. Практически применение метода нейтронографии основывается на сравнении интенсивности рассеяния на ядрах водорода и дейтерия при исследовании системы, содержащей некоторое количество дейтерированных молекул в среде водородсодержащих цепей, или наоборот. Контраст в этом случае особенно велик из-за двукратного изменения рассеивающей массы. Источником потока нейтронов обычно являются ядерные реакторы. Длина волны потока зависит от энергии нейтронов области температур 20—100°С отвечают значения равные 1,6—1,8 А Используя холодные нейтроны, получают пучки с длинами волн до 10 А. [c.82]

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]

Для исследования структуры кристаллов применяют также метод, основанный на дифракции медленных нейтронов. Рассеяние их потока происходит в результате взаимодействия с ядрами микрочастиц, образующих кристалл. Поэтому положение последних в кристаллической структуре можно определить с большой точностью вплоть до 0,0001 нм. Метод применим лишь для изучения структуры веществ, атомы которых обладают малым сечением захвата нейтронов. Известен также метод изучения структуры кристаллов, основанный на дифракции электронов. Исследуемый образец готовят в форме тончайшей пленки толщиной 10—100 нм и помещают в специальную вакуумную камеру. Точность определения положения микрочастиц в кристалле составляет порядка 0,003 нм. Методы, основанные на дифракции нейтронов и электронов, определяют положение атомных ядер в кристаллической структуре и не подвержены влиянию поляризуемости связей. Поэтому они позволяют более точно рассчитать постоянные кристаллических решеток в сравнении с величинами, определенными из рентгенограмм вещества. [c.92]

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]

При захвате нейтронов ядрами могут испускаться у-лучи, протоны, а-частицы. Эффективные сечения упругого рассеяния и захвата нейтронов сложным образом зависят от свойств атомных ядер и энергии нейтронов. В большинстве случаев, особенно для легких элементов, сечение рассеяния превышает сечение захвата. Однако для медленных нейтронов сечения захвата тяжелыми ядрами иногда значительно больше сечений упругого рассеяния. Энергия нейтро- [c.12]

При захвате нейтронов ядрами могут испускаться улучи, протоны, а-частицы. Эффективные сечения упругого рассеяния и захвата нейтронов сложным образом зависят от свойств атомных ядер и энергии нейтронов. В большинстве случаев, особенно для легких элементов, сечение рассеяния превышает сечение захвата. Однако для медленных нейтронов сечения захвата тяжелыми ядрами иногда значительно больше сечений упругого рассеяния. Энергия нейтронов, переданная атомам в упругих соударениях, может быть эффективной для возбуждения химических реакций атомами с повышенной энергией. Точно так же энергия, выделяющаяся при захвате нейтронов и достигающая иногда нескольких Мэе, может приводить к образованию горячих и, следовательно, химически активных частиц. [c.13]

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]

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]

В нейтронографичсском анализе для исследования веществ используются монохроматические пучки медленных нейтронов. Специфика использования нейтронографии для структур1 ых и других исследований веществ обусловлена следующими особенностями рассеяния нейтронов в кристаллической решетке по сравнению с рентгеновскими лучами нейтроны рассеиваются ядрами атомов, а рентгеновские лучи в основном электронами рассеяние нейтронов не зависит от угла (направления) падения пучка, тогда как рассеяние рентгеновских лучей от него зависит амплитуда рассеяния нейтронов не монотонно зависит от атомного номера элемента, а в случяе рентгеновских лучей функция атомного рассеяния растет с ростом атомного номера нейтроны обладают магнитным моментом нейтроны глубоко проникают в массу исследуемого образца и слабо поглощаются веществом. [c.106]

Для тепловых нейтронов безусловно выполняется неравенство fea < 1, где а —размер атомного ядра. Поэтому тепловые нейтроны являются медленными нейтронами и их рассеяние на отдельном ядре возможно только в состояниях, описываемых парциальными волнами с / = 0. Следовательно, рассеяние тепловых нейтронов сферически симметрично. Для дашюй энергин относительного движения и определенного спинового состояния рассеяние характеризуется матрицей рассеяния с одним отличным от единицы матричным элементом So, так что соответствующая волновая функция задачи рассеяния может быть записана в виде [c.599]