Нейтроны быстрые и медленные

Приведем некоторые значения длин волн, характерные для быстрых и медленных тепловых нейтронов. Быстрые нейтроны получаются в реакторах с энергией / 10 МэБ и им соответствуют длины волн к Ю А, сравнимые с размерами атомных ядер. Медленные тепловые нейтроны, находящиеся в тепловом равновесии с замедлителем при температурах от О до 100° С, имеют длины волн соответственно от 1,55 до 1,33 А ). Это обстоятельство , позволяет использовать медленные нейтроны в структурной нейтронографии. [c.73]

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]

Тепловыми нейтронами называют медленные нейтроны (с энергией около 0,03 эв), образующиеся в результате замедления быстрых нейтронов. Быстрые нейтроны замедляются эффективнее при рассеянии в среде, содержащей ядра с небольшим массовым числом. К таким веществам относятся вода НгО, тяжелая вода ОгО, углерод С и др. После замедления до скорости тепловых нейтронов некоторое время нейтроны продолжают двигаться (диффундировать) в замедлителе, пока не будут поглощены или не расщепят какое-либо другое ядро. [c.548]

В ядерных реакторах возникающие при делении нейтроны быстро замедляются до тепловых энергий. Дпя большинства действующих ядерных реакторов плотность потока нейтронов в активной зоне обычно равна 10 . .. Ю с см . В подкритических сборках (например, ПС-1) при использовании радионуклидного источника с потоком нейтронов 10 с" достигаются потоки медленных нейтронов 10 с см . [c.78]

Нейтронная дозиметрия — нелегкая проблема из-за многообразия элементарных актов взаимодействия нейтронов с веществом и в особенности, из-за сильной зависимости величины сечений этих процессов как от химического состава облучаемой системы, так и от энергии нейтронов. Поэтому в настоящее время она еще удовлетворительно не разрешена ни в общем виде, ни для отдельных конкретных случаев. Такое положение объясняется отчасти тем, что во всех практических случаях имеют дело не с чистым нейтронным излучением. Нейтронное излучение всегда сопровождается в зависимости от способа получения нейтронов более или менее интенсивным у-излучением. Далее, проблема нейтронной дозиметрии весьма значительно усложняется тем, что различные по энергии группы нейтронов — тепловые, медленные, быстрые — ведут себя при взаимодействии с веществом по-разному. Поэтому только с очень грубым приближением можно применять простой закон ослабления к нейтронному излучению, не принимая во внимание изменение величины различных сечений, связанное с замедлением нейтронов. Наконец все измерительные методы нейтронной дозиметрии основаны на совсем особых явлениях, которые очень сильно отличаются от того, с чем имеет дело обычная дозиметрия в лучшем случае с помощью этих методов возможно получение численных данных, пропорциональных числу нейтронов определенной энергетической группы. Ввиду неудовлетворительного состояния нейтронной дозиметрии и очень больших принципиальных трудностей здесь можно только дать неполный обзор методов, результатов и задач практической нейтронной дозиметрии. [c.146]

Защита от быстрых нейтронов заключается в замедлении их в веществе, содержащем легкие атомы, с последующим поглощением нейтронов элементами с большим сечением захвата. Лучшими замедляющими материалами являются вода и парафин, которые содержат много водорода. При столкновении с атомами водорода нейтроны быстро теряют свою энергию. Замедляющим материалом может служить также углерод и бетон. В качестве поглотителя медленных нейтронов лучше всего применять бор, который имеет большое сечение захвата и реагирует с нейтронами, образуя стабильный изотоп без испускания с-квантов. [c.110]

Источниками нейтронов могут являться ядерные реакторы с потоком нейтронов (быстрые и медленные) ней- [c.249]

Природный уран состоит из двух изотопов , которые разно относятся к поглощению нейтронов. Изотоп легко делится нейтронами любых скоростей, особенно тепловыми. Для последних его эффективное сечение делений имеет очень высокую величину 550 барн, но содержание этого изотопа в природном уране равно лишь 1/139. Преобладающий изотоп наоборот, вовсе не делится тепловыми нейтронами. Быстрые нейтроны не ниже 1,1 Мэв его делят, но с большей вероятностью они им захватываются по реакции (п, у) с образованием, который затем последовательно испускает два электрона с образованием нептуния Ыр и конечного плутония Ри с полупериодом 24 110 лет. Этот процесс происходит также и на медленных нейтронах. Для тепловых нейтронов его сечение равно 2,8 бар-на, но оно растет до 60 барнов при энергии 6,7 Мэв, отвечающей первому резонансному пику. Разное отношение обоих изотопов урана к делению нейтронами было непосредственно подтверждено Пиром с сотр. [399], которые разделили в масс-спектрометре небольшое количество урана на оба изотопа. [c.191]

Известны эксперименты, в которых биологические препараты облучались медленными нейтронами. Энергия медленных нейтронов слишком мала, чтобы они могли приводить к ионизации путем образования протонов, т. е. в результате основного процесса, определяющего потерю энергии быстрых нейтронов в ткани. [c.22]

Ядерные расщепления,. вызванные нейтронами, обладают некоторыми частностями. Как заметил Ферми (1934), алюминий претерпевает разные превращения под действием быстрых или медленных нейтронов. Быстрые нейтроны вызывают выбрасывание какой-либо частицы (обладающей большой кинетической энергией) [c.771]

Изложенные закономерности как в отношении состава, так и в отношении энергии образования атомных ядер объясняются особенностями взаимодействия нуклонов внутри ядра. В настоящее время принято считать, что во внутриядерных силах важнейшую роль играет интенсивное взаимодействие между протонами и нейтронами. Силы, действующие в этом случае, проявляются при расстояниях 10 2 см и очень быстро убывают с увеличением расстояния (обратно пропорционально не второй, а значительно более высокой степени его). Наряду с этим взаимодействием сказывается и взаимное отталкивание протонов внутри ядра. Это отталкивание выражается законом Кулона и убывает с увеличением расстояния значительно медленнее. В результате этого у более тяжелых ядер (вследствие большего размера их) силы взаимного притяжения частиц, из которых они состоят, ослабляются, а взаимное отталкивание протонов проявляется относительно сильнее Энергия образования таких ядер из нейтронов и протонов возрастает уже не пропорционально массе, а в меньшей степени, и потому тяжелые ядра менее устойчивы. В связи с этим для тяжелых ядер имеет большое значение наличие указанного выше избытка нейтронов, так как тем самым увеличивается среднее расстояние между протонами и ослабляется их взаимное отталкивание. [c.54]

Широкое развитие ядерной энергетики — основной путь преодоления энергетического кризиса. Предполагается, что к концу нашего века доля ядерного топлива в мировой структуре топливного баланса может составить около 20%, а к 2100 г. — до 60%. Развитие ядерной энергетики определяется прежде всего возможностью полного использования природных урановых месторождений пока что на атомных электростанциях, в реакторах на тепловых нейтронах потребляется большей частью уран-235, содержание которого в природных рудах не более 0,7%. Остальные 99,3% приходятся на долю неделящегося изотопа — урана-238, который непосредственно не может служить ядерным горючим. Однако уран-238 уже используется в урановых реакторах на быстрых нейтронах. где он превращается в новое искусственное ядерное горючее— плутоний-239. Наиболее эффективно сочетание реакторов на медленных нейтронах, использующих уран-235, с реакторами-размножителями на быстрых нейтронах, использующими уран-238, в которых нарабатывается плутоний-239. В таких системах ядерное горючее отдает в 20—30 раз больше энергии, чем в обычных ядерных реакторах, и привлекаются к использованию большие запасы бедных урановых руд. [c.35]

Читатель без труда убедится сам, что с уменьшением t изложенные принципы начинают действовать и в квантовой области не вполне строгим, но корректным примером является различная реакция ядра урана-235 или плутония на попадание в него медленных или быстрых нейтронов. [c.16]

Принимая геометрическое сечение в качестве основы для сравнения, можно определить единицу измерения поперечного сечения. Ее называют барн, и она имеет значение 10" см (это — порядок величины истинного геометрического сечения тяжелого ядра, так как радиус такого ядра имеет порядок 10" см). В действительности найдено, что поперечные сечения ядер для незаряженных частиц высоких энергий, таких, как быстрые нейтроны, всегда меньше, но чаще всего того же самого порядка, что и геометрическое поперечное сечение ядра-мишени. С другой стороны, поперечные сечения для заряженных частиц так же, как и для медленных нейтронов, сильно отличаются от значений геометрических сечений. [c.415]

Наиболее важной частицей, применяемой для активации, является нейтрон, который захватывается определяемым веществом в ходе (л, у)-реакций. Как видно из рис. 6.4, при нейтронной активации эффективное сечение захвата ядерной реакции в значительной степени зависит от энергии нейтронов. При использовании медленных нейтронов (энергии до 100 эВ) сечение захвата нейтронов ядрами большинства элементов пропорционально l/t), т. е. уменьшается с возрастанием скорости нейтронов. Однако при вполне определенных энергиях нейтронов возникают так называемые резонансные состояния, при которых а может принимать большие значения. При применении быстрых нейтронов (энергии более 3 МэВ) сечение активации практически постоянно. В общем для протекания (п, р)-и (п, а)-реакций необходимо применять нейтроны, обладающие высокой энергией. Однако некоторые реакции вследствие большой экзотермичности протекают при действии медленных нейтронов [c.310]

При пропускании потока быстрых нейтронов через водород, воду и парафин получаются так называемые медленные нейтроны. [c.67]

Продукты деления ядер урана исследованы довольно подробно. Установлено, что ядра делятся при взаимодействии с быстрыми нейтронами, а ядра Ззу — (. медленными, тепловыми нейтронами. Схему деления ядра можно представить так [c.70]

Поэтому ядерные реакции захвата нейтронов могут быть осуществлены во всех частях звезды и с нейтронами любых энергий. Эти реакции приводят к образованию тяжелых элементов с атомной массой более 60, в том числе всех известных и сейчас существующих на Земле р-активных естественных радиоактивных изотопов. Прямым доказательством протекания процесса захвата нейтронов в звездах служат астрофизические и спектроскопические данные о нахождении в некоторых звездах (состояние которых отвечает этой стадии эволюции) изотопа элемента технеция. Распространенность химических элементов в веществе звезд тем больше, чем меньше для них вероятность захвата нейтронов. Ядрами, устойчивыми по отношению к захвату, и являются изотопы с магическими числами нейтронов. Такие ядра обладают повышенной распространенностью. Эта стадия эволюции осуществляется иа звездах, называемых красными гигантами. В недрах красного гиганта температура продолжает расти. При 10 К медленные реакции захвата нейтронов уступают место все более быстрым. Процесс приобретает ла- [c.426]

Характер протекания нейтронных реакций сильно зависит от скорости нейтрона. После захвата быстрого нейтрона ядро обычно выбрасывает или а-частицу или протон. Напротив, захват медленного нейтрона обычно сопровождается лишь испусканием у-.пуча с образованием более тяжелого изотопа исходного элемента. Так ведет себя, например, кадмий, слой которого толщиной в 1 мм почти полностью задерживает тепловые нейтроны. [c.517]

Ня другом этапе этой работы изучали высокотемпературные реакции, в которые вступают обычные катализаторы риформинга и крекинга. Катализаторы облучали в погруженном ядерном реакторе. Они были завернуты в алюминиевую фольгу и запаяны в сварных контейнерах, из которых был полностью откачан воздух. Во время облучения измеряли температуру, интенсивность гамма-излучения и поток быстрых и медленных (тепловых) нейтронов. Облучение продолжалось несколько недель общая дозировка составляла около 6. 101 медленных нейтронов на 1 см , 7 101 быстрых нейтронов на 1 см и 3 10 рад ч гамма-излучения. Во время облучения температуру поддерживали в пределах примерно 93—149° С. После облучения катализаторы оказались сильно радиоактивными для снижения радиоактивности до уровня, допускавшего проведение дальнейших опытов, их пришлось хранить при комнатной температуре в течение 4—8 недель. После этого определяли каталитическую активность облученного и необлученного катализаторов в опытах, условия которых приведены ниже. [c.161]

Условно принято называть нейтроны с энергиями от О до 100 кэВ медленными, нейтроны с энергиями в интервале от 100 кэБ до 10-50 МэВ — быстрыми. Медленные нейтроны разделяют на улырахолодные нейтроны — с энергией менее 10 эВ, холодные — с энергиями от О до 0,005 эВ, тепловые — от 0,005 до 0,1 эВ, надтепло-вые — от 0,1 эВ до 0,5 кэВ и промежуточные — от 0,5 до 100 кэВ. [c.17]

Ядерные реакции могут протекать как с медленными, так и с быстрыми нейтронами. С медленными нейтронами осуществляется реакция п, у с образованием изотопа исходного элемента мишени. При этом отделение образовавшегося радиоактивного изотопа от материнской мишени можно осуществить только в том случае, если можно воспользоваться эффектом отдачи, т. е. использовать для облучения сложные соединения типа солей кислородных кислот, комплексных или внутрикомплексных соединений, органич е-ских соединений, в которых радиоактивный изотоп после ядерной реакции находится в иной химической форме, чем исходный элемент в мишени. Отделение возможно и в том случае, если материнский и дочерний изотопы находятся после ядерного превращения в разных фазах.. Например, материнский изотоп взят в виде суспензии, а дочерний оказывается в растворе или материнский осажден на ионите в виде комплекса, а дочерний появится в ионном состоянии и легко смывается с колонки. С некоторыми легкими ядрами медленные нейтроны реагируют по п, р- и п, а-реакциям с образованием элементов с меньшим порядковым номером, чем у элемента мишени, например из лития получается тритий по реакции Ы(п, а) Н. Кроме того, по п, у-реакции может идти образование изотопа элемента с порядковым номером на единицу большим, чем у исходного элемента мишени, путем захвата нейтрона с последующим распадом получившегося радиоактивного изотопа. [c.233]

Облучение анализируемого вещества проводят н ядерном реакторе нейтронами, заряженными частицами на циклотроне или потоком у-лучей бетатрона. Наибольшее значение приобрел нейтронный активационный анализ, который проводится облучением интенсивным потоком медленных (<0,001 Мэв) Н быстрых (1— 14Мэв) нейтронов в ядерном реакторе или с помощью нейтронного генератора. Медленные нейтроны вызывают п, у-реакцию, а быстрые —п, р- п,а и л, 2я-реакции. В отдельных случаях перспективно использование ускорителей. Чувствительность нейтронного активационного анализа на медленных нейтронах ядерного реактора приведена в табл. 19.1. [c.530]

Из соотношений (1.13) и (1.11) легко видеть, что составное ядро с четным числом протонов и нейтронов обладает наибольшей энергией возбуждения, так как член б отрицателен для этих ядер. Несколько меньшая по величине энергия возбуждения получается в составном ядре с нечетным числом нуклонов и наименьшая — в случае нечетно-нечетных ядер. Поэтому ядра изотопов и могут делиться нейтронами любых энергий, тогда как и делятся только быстрыми нейтронами. В случае первых трех ядер захват нейтрона приводит к четно-четной составной структуре и энергия возбуждения, обусловленная только энергией связи нейтрона ( 6,8 Мэе), равна порогу деления. Таким образом, эти ядра могут делиться как тепловыми (очень медленными), так и быстрыми нейтронами. Именно эги свойства дают возможность нспользовать такие ядра в качестве ядер-пого горючего. Ниже будет показано, что эти ядра настолько легко делятся нейтронами тепловой энергии, что целесообразнее замедлять нейтроны до тенлОБЫх энергий. Вооб1це вопрос о замедлении нейтронов является одним из основных вопросов теории реакторов. [c.11]

Различные функции, которые входят в эти уравнения, в двугрупповой формулировке имеют особый физический смысл, который и приводим здесь. При этом индекс i = 1 будет обозначать, что соответствуюп1,ая величина относится к быстрым нейтронам, а г = 2 — к медленным. Таким образом, А т) — чпсло нейтронов, покинувших за единицу времени единичный объем около точки г в г-й энергетической группе iS (r) — число нейтронов, появившихся за единицу времени в единичном объеме около точки г в i-й энергетической группе [c.365]

Применение двугрупповой теории к реакторам на быстрых нейтронах. Теперь выведем общее условие критичности для реактора без отражателя на быстрых нейтронах. При этом будем считать, что все групповые константы как для быстрых, так и для медленных нейтронов отличны от нуля. Следовательно, для функций источников в уравнении (8.299) надо использовать общие выражения (8.300) и (8.301). Тогда условия нейтронного баланса примут вид [c.368]

Теперь выразим через (). ядро Если быстрые нейтроны, прибывшие из точки г актиипой зоны, попадают в медленную группу и результате замедления п отрал ателе по закону, задаваемому фуикцне источников медленных неИтроиов 5 (г" г ), согласно определению Р , данному выше [c.372]

Интересно отметить, что линеаризованное уравнение для этой задачи имеет форму известного уравнения для колеблющейся системы с торможением обусловленным вязкими силами [14]. Непосредственное сравнение с динамическими задачами механики показывает, что температурный коэффициент у играет роль константы упругости , т. е. характеризует жесткость системы. Таким образом, большая величина температурного коэффициента означает, что система быстро реагирует на возмущенней высокочастотные осцилляции, следующие за этим возмущением. Отметим, что в этом выражении появляется также мощностной параметр р. Так как теплоемкость стоит в знаменателе этой величины, то, следовательно, системы с большой теплоемкостью представляют собой мягкие системы, т. е. системы, медленно реагирующие на возмущение и испытывающие колебания низкой частоты. Наконец, выражение вязкого трения w) содержит параметр . Такпм образом, присутствие в системе запаздывающих нейтронов приводит к затухающим осцилляциям при возмущении. Это влияние запаздываюи ,их нейтронов на переходный режим уже отмечалось нами ранее. [c.431]

Нейтроны с энергией выше тепловой плохо поглощаются веществом. Поэтому поток быстрых нейтронов замедляют до тепловых энергий с дальнейшим их поглощением. Для замедления быстрых нейтронов на практике широко применяют водородсодержащие вещества тг желую воду, парафин, пластмассы, полиэтилен и др. Медленные же (тепловые) нейтроны поглощаются материалами с большим сечением поглощения (борная сталь, бораль, борный графит, кадмий). [c.151]

И, наконец, в этот период была отработана технология производства так называемого бесхлорного графита для Билибинской атомной электростанции. Нам удалось получить чистоту такого фафита практически на уровне хлорной технологии. Физиндекс его был также порядка 3,6 миллибарн вследствие того, что при несколько повышенном количестве в нем бора он не содержал в порах фафита хлора, который также имеет большое сечение захвата медленных нейтронов. Суть технологии заключалась в том, что путем быстрого нагрева в среде чистых материалов удалось получить температуру процесса 3000-3100°С и тем обеспечить высокую чистоту. Опытным заводом было поставлено 800 т такого графита для четырех билибинских реакторов. [c.119]

Ранние исследования по делению ядра показали, что поперечные сечения деления некоторых ядер сильно увеличивались в присутствии водэродсодержащих веществ, таких, как парафин. Отсюда был сделан вывод, что быстрые нейтроны замедлялись до тепловых, или медленных, в результате столкновений с атомами водорода, и процессы деления затем вызывались взаимодействием медленных нейтронов с ядрами-мишенями. [c.417]

Для того чтобы подчеркнуть большую разность в поперечных сечениях для быстрых и медленных нейтронов, имеет смысл рассмотреть кроме деления и другие типы реакций, вызываемых нейтронами. Тепловые нейтроны могут быть захвачены практически всеми ядрами, и захват обычно приводит к (п, 7)-реакции. Этот процесс, называемый радиоактиеным захватом, известен как для делящихся, так и для неделящихся ядер и поэтому является процессом, конкурирующим с делением. Поперечные сечения таких реакций часто очень велики, и, как это можно видеть на примере кадмия (рис. 11-15), поперечные сечения могут быстро уменьшаться с ростом энергии бомбардирующего нейтрона. Можно было бы предположить, что в результате деления ядра происходит расщепление атома на два осколка примерно одинаковых размеров. Это, однако, неверно. Из рис. 11-16 видно, что [c.417]

Отношение к нейтронам обоих основных изотопов урана — и — существенно различно. Хотя ядро первого из них и способно к делению под действием быстрых нейтронов, но гораздо характернее для него простой захват нейтрона с переходом в Напротив, в резальтате взаимодействия с нейтроном ядра последнее подвергается делению (причем наиболее эффективными оказываются в данном случае медленные нейтроны). [c.524]

Уран-235 и плутоний-239, которые можно получить из урана-238, могут подвергаться делению под действием медленных нейтронов. Изотоп тория 232 р также подвергается делению под действием быстрых нейтронов, как показал в 1939 г. японский физик И. Нисина. [c.629]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология