Ядерные реакции замедление

Первый атомный реактор (как говорили, котел ) был построен в США с определяющим участием Ферми, великого физика современности, итальянца по происхождению. Кроме того, в США легче было осуществить интересующую его цепную ядерную реакцию — техника была на более высоком уровне, и, что очень важно, имелся в достаточном количестве синтетический графит высокой чистоты, получаемый из сажи. Он необходим для эффективного замедления нейтронов ири реакции деления [c.228]

Кроме тепловых нейтронов, для активации могут использоваться также быстрые нейтроны без замедления. В этом случае протекает ядерная реакция с образованием радиоактивного изотопа 12 ЗЬ 12 ЗЬ (/г, 2 п) ЗЬ (Г,/, 16,6 мин.). [c.75]

Нейтроны слабо поглощаются в веществе, поэтому предварительно нейтроны замедляются. Для этого пригодны вода, парафин, графит. Замедленные нейтроны затем поглощаются веществом с высоким сечением поглощения медленных нейтронов (кадмий, бор). Поглощение нейтронов в веществе сопровождается ядерными реакциями и испусканием у-квантов. Поэтому применяется комбинированная защита от нейтронных источников, включающая также защиту от у-излучения. В качестве комбинированной защиты используют сочетания материалов вода—железо—бетон, графит— железо, вода—свинец, парафин—бор—свинец. [c.45]

Сложнее защита от нейтронных источников. Нейтроны слабо поглощаются в веществе, поэтому принцип защиты заключается в предварительном замедлении пучка нейтронов, для чего наиболее пригодны водородсодержащие материалы вода, парафин а также графит, бериллий, бор. Поглощение нейтронов веществом, обусловленное ядерными реакциями, сопровождается испусканием у-квантов поэтому защита от нейтронных источников применяется комбинированная, включающая защиту от у-лучей. Например, [c.113]

В практике активационного анализа для облучения образцов используют разнообразные источники нейтронов, в которых нейтроны обычно получаются в результате ядерных реакций. Основные характеристики источников нейтронов— мош,ность источника, определяемая числом нейтронов, испускаемых в единицу времени нейтрон сек), и энергетический спектр нейтронов. Поскольку при замедлении нейтроны независимо от начальной энергии превращаются в тепловые, то классификация источников по мощности или создаваемой плотности потока нейтронов является определяющей. [c.32]

Если величина теплового эффекта Qт.aф ядерной реакции положительна, реакция идет самопроизвольно, как только возникнет составное ядро. Такие реакции называют экзоэнергетическими. Экзоэнергетические реакции могут идти даже при нулевой кинетической энергии взаимодействующих частиц (если их сближению не препятствует кулоновское отталкивание). Примером может служить реакция захвата теплового (т. е. замедленного до энергии теплового движения) нейтрона ядром бора [c.60]

При прохождении быстрых нейтронов через вещество наряду с ядерными реакциями происходит неупругое их рассеяние. В результате рассеяния энергия нейтронов уменьшается. Этот процесс называется замедлением нейтронов. В качестве замедлителей нейтронов обычно используют вещества, содержащие элементы с малым порядковым номером водород, дейтерий, углерод и т. п. Такими веществами могут быть, например, вода, парафин, графит. Медленные (тепловые) нейтроны находятся в тепловом равновесии с окружающей средой, и при 25° С их средняя энергия равна 0,025 эв, а средняя скорость — 2200 см/сек. [c.220]

Образовавшиеся нейтроны имели широкий опектр энергий (до 6 Мэе), который необходимо было ограничить значениями 0,002—0,5 Мэе. Замедление нейтронов осуществлялось в массе парафинового модератора, окружающего мишень. Исследуемые образцы при помощи полиэтиленовых вводящих устройств помещались в разные места по объему парафина. Тепловые нейтроны вызывали ядерную реакцию [c.45]

Важным свойством изотопа В является способность ядер его атомов захватывать замедленные тепловые нейтроны, служащие возбудителями и распространителями цепной ядерной реакции. С помощью "В можно регулировать ход цепной реакции и, если нужно, гасить ее. Способностью °В активно захватывать нейтроны (благодаря наличию в ядре атома бора вакансии для нейтрона) пользуются и для защиты от нейтронного излучения. [c.370]

Сечение захвата — это способность ядра захватывать замедленные (тепловые) нейтроны служащие возбудителями и распространителями цепной ядерной реакции. С помощью веществ, имеющих большое сечение захвата, можно регулировать ход цепной реакции и, если нужно, гасить ее. Из таких веществ делают управляющие стержни атомных реакторов. [c.78]

Методы измерения основаны на различных процессах замедлении быстрых нейтронов, ослаблении потока медленных нейтронов или измерении числа актов ядерных реакций, возбуждаемых в анализируемом веществе потоком медленных нейтронов известной интенсивности. Замедление нейтронов используют при измерениях влажности и содержания водорода, так как наиболее эффективным замедлителем является водород (точнее, его ядра—протоны) ослабление потока медленных нейтронов применяют при анализе на элементы, обладающие большим поперечным сечением захвата медленных нейтронов (бор, кадмий, гадолиний и др.), причем датчики, работающие по этому принципу, действуют-аналогично рассмотренным выше датчикам с переменным ослаблением излучения. [c.145]

Испускаемые источником нейтроны, испытав множество столкновений с протонами, замедляются до относительно малой скорости, соответствующей тепловому движению (при комнатной температуре эта скорость около 2200 м/сек., что отвечает энергии около 1/40 эв). Такие замедленные нейтроны называются тепловыми. Они движутся во всех направлениях, пронизывают облучаемое вещество и с большой вероятностью вызывают там ядерные реакции. [c.74]

Для смесей обогащенного урана с веществами, имеющими большую способность замедления, чем вода, или дающими вследствие ядерных реакций заметное число нейтронов (например, бериллием, дейтерием, углеродом при некоторых условиях и др.), требуются специальные нормы ядерной безопасности. [c.486]

Радиоактивный изотоп может получаться из устойчивого путем воздействия на него медленными нейтронами. Эффективные сечения для реакций с медленными нейтронами относительно велики. При захвате нейтрона масса устойчивого изотопа увеличивается на единицу, а энергия, соответствующая дефекту массы, освобождается в виде у-лучей. Наибольшими эффективными сечениями обладают реакции с нейтронами тепловых скоростей. В ядерных реакциях, служащих для получения нейтронов, возникают только быстрые нейтроны. Для замедления нейтронов используются водородосодержащие вещества (парафин, вода). Средний пробег быстрых нейтронов в замедлителе составляет несколько дециметров. Для получения наибольшего эффекта выгодно поэтому распределить облучаемый образец на все пространство замедлителя, в котором имеются тепловые нейтроны. Часто такое распреде- [c.26]

Для получения тепловых нейтронов, на преимущество которых для ряда ядерных реакций уже указывалось выше, ампулу окружают замедлителем ее помещают в центр парафинового блока, в сосуд с водой или с облучаемой жидкостью. В последнем случае достигают двоякой цели замедление нейтронов и полное их использование, так как они вылетают из ампулы по всевозможным направлениям. [c.126]

Такие тепловые нейтроны очень эффективны для некоторых ядерных реакций и часто применяются для получения препаратов меченых атомов. Их легко получать, пропуская быстрые нейтроны через слой замедлителя. Чаще всего для этого применяют воду, парафин или некоторые другие соединения водорода. При каждом соударении с протоном нейтрон теряет часть своей энергии и после двух десятков таких соударений нейтроны приобретают энергию, равную средней энергии тепловых движений молекул замедлителя, а именно 0,026 Мэв при комнатной температуре. Дальнейшее замедление нейтронов этим путем, очевидно, невозможно из-за устанавливающегося теплового равновесия с молекулами замедлителя. Правильное возрастание эффективного сечения медленных нейтронов с уменьшением скорости нарушается появлением резонансных пиков при некоторых определенных узких интервалах скоростей эффективные сечения резко возрастают и могут достигать огромных величин, в десятки тысяч раз превосходящих геометрическое сечение. Эти интервалы скоростей отвечают энергиям, совпадающим [c.162]

Для многих ядерных реакций и для активационного анализа нужны тепловые нейтроны. Ядерные реакции непосредственно их не дают. Замедление быстрых нейтронов достигается пропусканием их через слои веществ, на ядрах которых нейтроны испытывают упругое рассеяние-, но мало поглощаются. Обычные замедлители — слои воды, тяжелой воды или парафина. Урановые реакторы служат источником не только быстрых, но и медленных нейтронов, так как в них значительная доля нейтронов замедляется в самой рабочей зоне. [c.188]

Замедление нейтронов. В гл. II уже сообщалось, что особенно эффективно вызывают ядерные реакции так называемые тепловые нейтроны, т. е. нейтроны, энергетическое распределение которых приблизительно соответствует распределению молекул газа при обычной температуре. Однако нейтроны, образующиеся в результате ядерных реакций, имеют [c.121]

Образующиеся во всех ядерных реакциях нейтроны являются быстрыми. Их замедление, а также некоторые свойства тепловых нейтронов уже рассматривались в разделе Г гл. IV. [c.375]

Бор и его соединения имеют большое значение в народном хозяйстве. Изотоп поглощающий нейтроны, применяют в ядерной технике для замедления ядерных цепных реакций. [c.310]

В реакторах на необогащенном ядерном топливе цепная реакция может поддерживаться только медленными (тепловыми) нейтронами, так как вероятность их реакции несравнимо больше, чем у быстрых нейтронов. Не все быстрые нейтроны замедляются до скорости тепловых нейтронов, часть их покидает реактор. Вероятность достижения скорости тепловых нейтронов тем больше, чем меньше времени требуется для замедления. Это время пропорционально так называемому возрасту по Ферми т, см . С учетом вероятностного фактора имеем (где [c.553]

Выбор графита в качестве замедлителя цепной реакции ядерного деления обусловлен различными соображениями. Материал замедлителя должен обладать следующими свойствами 1) обеспечивать быстрое замедление нейтронов, образующихся при ядерном делении, до равновесных тепловых скоростей и 2) иметь малое эффективное сечение захвата нейтронов. Эффективное сечение графита принимается равным 0,0040 барн его теоретический предел для углерода в графите составляет 0,0035 барн. [c.32]

Константа скорости первой реакции превышает 10 л-моль -сек К В ряде случаев может быть использовано замедление реакции с помощью понижения температуры. Известны измерения скоростей в растворах в этаноле при температурах до —И4°С, когда реакция в 10 раз медленнее, чем при 25°. В опытах с изопентаном применялись температуры даже до —140° С. Низкие температуры использовались и в сочетании с другими методами флеш-методом или методами, связанными со спектрами ядерного или электронного магнитного резонанса. [c.368]

Наиболее распространенным методом получения радиоактивных изотопов является облучение стабильных элементов замедленными нейтронами. В качестве источника таких нейтронов используют ядерные реакторы (гл. I, 7), в каналах которых и производят облучение различных веществ. Захват нейтронов ядрами обстреливаемых элементов может сопровождаться выбрасыванием а-частицы или протона, электронов, а в некоторых случаях выделения частиц вообще не наблюдается. Ниже приводятся примеры реакций с нейтронами [c.27]

Упругое рассеяние нейтронов имеет огромное значение, как наиболее употребительный способ их замедления. Как мы дальше увидим, многие практически важные реакции на нейтронах дают тем большие выходы, чем меньше скорость (или кинетическая энергия) нейтрона. Между тем, большинство ядерных процессов дает быстрые нейтроны порядка Мэв. Для их замедления до энергии тепловых нейтронов, находящихся в термическом равновесии со средой, в ядерной технике широко применяют замедлители в виде рассеивающих сред, через которые пропускают пучок нейтронов. Так как рассеяние наиболее велико от протонов, то наибольшее замедление дают среды из соединений водорода, например слои воды или парафина. [c.165]

Более интересна с точки зрения физики проблема ядерной реакции в обычном уране, являющемся смесью (0,72%) и 238и (99,28%). 238и делится лишь под действием быстрых нейтронов, обладающих энергией больше 1 Мэе. Кинетическая энергия значительной доли нейтронов деления недостаточна для деления ядер Кроме того, нейтроны деления могут претерпеть неупругое рассеяние, что также уменьшает их энергию. Примесь 235и недостаточна (0,72%), вероятность радиационного захвата замедляющегося нейтрона ядрами основного изотопа при резонансных энергиях ( 7 эе и т. д.) слишком велика, и число нейтронов, проскочивших при замедлении опасную зону резонансных энергий, недостаточно для поддержания цепной реакции на легком изотопе урана. [c.192]

Сечение реакции уменьшается, когда бомбардирующая частица испытывает замедление. Применяя уравнение (4.46) для а-частиц с энергией ЪМзв и считая / Юсж, что соответствует сечению —1 барн, получаем 5<10 /10=10 . Таким образом, менее чем одна из 10 а-частиц вызывает ядерную реакцию за время замедления. Остальные частпцы приходят в тепловое равновесие со средой и могут привести к ядерной реакции лишь при достаточно высокой температуре. Следующий вывод состоит в том, что выделяющаяся в реакции энергия (в форме кинетической эпергии ядер) быстро превращается в тепло в месте ее выделения. Если ядерная реакция происходит в газообразной среде, то превращение энергии в тепло вследствие малой плотности среды происходит на значительно большем пути. Превращение эиергии в тепло представляет собой сложный процесс, включающий последующую ионизацию электронами отдачи, рекомбинацию, повторную ионизацию и т. д. [c.536]

Функция замедлителя состоит в замедлении быстрых нейтронов, образующихся в процессе деления, и увеличивает сечение реакции других ядер урана. Функция стержней регулирования состоит в поглощении избыточных нейтронов, образующихся в процессе деления. При помощи введения и выведения стержней скорость ядерной реакции может быть доведена до "критического" предела. Контролируемая цепная реакция является критической, когда каждый нейтрон, который теряется, вызывая депение, возмещается другим нейтроном. [c.166]

Реакция п, у) на замедленных нейтронах (даже в ядерном реакторе) не дает ощутимых количеств примесей. Выход Zr по реакции (d, р) при использовании дейтронов с энергией 14 А1эв составляет 0,15 милликюри на 1000 микроамперчасов. [c.271]

Итак, для осуществления цепной реакции изотопы урана необходимо разделить, с тем чтобы получить чистый изотон урана 235. Это разделение представляет большие трудности, так как в химическом отношении изотопы тождественны, а различие в физических свойствах ничтожно. Все же на первой ступени практического использования ядерной энергии изотоп 235 выделяли в чистом виде (США). Вскоре была найдена возможность более эффективного проведения цепной реакции на естественной смеси изотопов урана. Было осуществлено искусственное замедление нейтронов путем введения в естественный уран легких ядер дЫ терия и углерода. С введением в смесь изотопов урана тяжелой воды быстрые нейтроны сталкиваются с ядрами дейтерия. Так как масса дейтерия только в два раза больше массы нейтрвиа, то при соударении быстрый нейтрон начнет терять свою энергию большими порциями. [c.544]

Поскольку и з5 содержится в металлическом уране в малых количествах и разделять изотопы химическим путем невозможно, а физическими методами чрезвычайно трудно, то выгоднее искусственно получать изотоп и2зз и Ри зэ, которые при обстреле нейтронами делятся по цепной реакции подобно №35 и, следовательно, также могут быть использованы для получения ядерной энергии. №33 получают при облучении эоТЬ зг замедленными нейтронам1и. В качестве замедлителей нейтронов используют чистый графит или тяжелую воду. [c.32]

Поскольку в процессе расщепления выделяется очень большое количество энергии вторичных нейтронов (примерно 2 миллиона eV), в тепловых ядерных реакторах (с замедленными нейтронами) эти нейтроны должны быгь замедлены в случае начала цепной реакции. Это может быть достигнуто с помощью замедлителей, т.е. продуктов с малой атомной массой (таких как вода, тяжелая вода, некоторые углеводороды, графит, бериллий и т.п.), которые хотя и поглощают часть энергии нейтронов при последующих ударах нейтронов, но не поглощают нейтроны сами по себе или поглощают их в очень незначительной степени. [c.127]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология