Ядерный процесс поперечное сечение

ТОЧНОЙ ДЛЯ процесса почернения. В серии известных статей Линд-харда и сотр. (1961, 1963, 1968) рассчитаны потери энергии заряженных частиц на единицу длины пути (—а /а / ) в твердом теле с учетом электронного и ядерного взаимодействий. Поперечное сечение взаимодействия с электронами Ое и поперечное сечение взаимодействия с ядрами сг в центрах рассеяния можно определить следующим образом [c.115]

Поперечное сечение ядерных процессов 417 Деление ядра [c.14]

Поперечное сечение ядерных процессов [c.415]

Изучение строения атомных ядер, радиоактивности и искусственное приготовление радиоактивных изотопов нашло применение в различных областях науки и техники, а-, р -, р+-, -излучение и выделение свободных нейтронов прежде всего оказывают сильнейшее биологическое воздействие на живые организмы, и использование различных ядерных процессов должно производиться в соответствующих условиях и с применением надежной защиты. Мощные дозы излучения существенно влияют на свойства конструкционных материалов и металлов и, как правило, понижая их пластические свойства, делают их хрупкими. Поглощение Р -, и 7-излучения создает микродефекты в кристаллах (ближние и дальние пары вакансия и атом в междоузлии), нарушает связи в неметаллических материалах. Металлы, обладающие меньшим поперечным сечением захвата (а), в меньшей степени подвергаются воздействию излучения и могут быть использованы для изготовления деталей и узлов ядерных реакторов. Такими являются металлы V, N6, Т1, 2г и др. [c.66]

Для протекания ядерного процесса необходимо, чтобы бомбардирующая частица обладала энергией, достаточной для преодоления отталкивающего действия ядра. Поэтому, если энергия бомбардирующих частиц меньше этой величины, то эффективное поперечное сечение реакции будет равно, естественно, нулю. Начиная с определенной величины энергии Е , называемой пороговой, в мишени будут возникать новые ядра, количество которых быстро возрастает с увеличением энергии бомбардирующих частиц. После того, как энергия частиц достигает определенного значения коптим, дальнейшее увеличение ее мало сказывается на выходе реакции. [c.78]

Для легких ядер с малым поперечным сечением области ядерного взаимодействия (кислород и азот), содержащихся в угольных пробах в значительном количестве, используется нейтронная активация быстрыми нейтронами [20, гл. 47]. Для этого можно использовать более доступные, чем атомный реактор, источники нейтронов. Благодаря точности (стандартная ощибка 0,2—0,4%) и экспрессности метод используется в качестве контрольного для стандартных методов определения кислорода в угле. Более того, этот метод можно применять для контроля содержания различных элементарных веществ непосредственно в ходе технологического процесса [34]. [c.69]

Использование ядерного реактора осложняет технику проведения радиационно-химических исследований. В частности, если облучаемое вещество или сосуд для облучения содержат элементы, ядра которых имеют значительные поперечные сечения захвата нейтронов, то в этом случае процесс облучения сопровождается появлением наведенной радиоактивности. [c.34]

Эффективное сечение. В отличие от химических реакций, при которых исходные вещества, взятые в эквивалентных количествах, реагируют практически нацело, ядерную реакцию вызывает лишь небольшая доля частиц из общего потока, пронизывающего бомбардируемую мишень. Это происходит прежде всего из-за малых размеров атомного ядра но сравнению с размерами всего атома, вследствие чего вероятность соударения бомбардирующей частицы и ядра, приводящего к ядерной реакции, крайне мала (при наиболее благоприятных условиях ядром захватывается не более одной частицы из 6—8 тыс.). Для количественной характеристики вероятности протекания ядерной реакции принято использовать величину эффективного сечения (а). Эффективное сечение имеет размерность площади (см частица). Этот способ выражения вероятности ядерных процессов связан с представлением, что вероятность захвата падающей частицы ядром пропорциональна площади поперечного сечения ядра-мишени. Если в плоскости сечения ядра, перпендикулярной потоку падающих частиц, выделить площадку величиной 0, то каждая частица, прошедшая через эту площадку, должна взаимодействовать с ядром. [c.61]

Только для некоторых ядерных реакций величина эффективного сечения совпадает с геометрическим сечением ядра. Чаще связь о с размерами ядра более сложная кроме того, а зависит от энергии и природы бомбардирующих частиц. Тем не менее за единицу эффективного сечения приняли-величину, равную см 1 частиц (порядок которой соответствует геометрической площади поперечного сечения большинства ядер). Эта величина называется барном. Значения а известных в настоящее время ядерных процессов лежат в интервале от Ю-21 до 10 барн. [c.61]

В данном конкретном процессе деления выделяются два нейтрона, но для возможны многие другие процессы распада с разными числами нейтронов. Средним числом выделяющихся нейтронов является 2,5, и в общем случае они могут вызвать расщепление других ядер. Таким образом, становится возможной самоподдерживающаяся ядерная цепная реакция, выделение энергии в результате которой очень незначительно. Так, допущение, что в каждом акте деления образуются 2 нейтрона, которые могут вызвать дальнейшие процессы распада, приводит к тому, что после п-го деления число нейтронов будет равно 2 следовательно, для = 85 число нейтронов будет 4 10 Для поперечного сечения деления ядра giU (580 барн) можно рассчитать, что это число медленных нейтронов может вызвать деление 15 кг изотопа с выделением энергии З ккал. [c.172]

В ядерных и термоядерных процессах литий занял уже ответственное положение. Совокупность таких свойств, как малый удельный вес и большое поперечное сечение захвата тепловых нейтронов, делает также весьма заманчивым применение изотопа Li или природного лития в сочетании с водородом в качестве защитного материала для двигателей атомных самолетов. [c.9]

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]

Чрезвычайно редко встречаются такие ядра-мишени, которые дают один специфический тип ядерной реакции. Наоборот, данное ядро в результате бомбардировки альфа-частицами подвержено нескольким различным типам ядерных реакций, например возможны (а, п)- и (а, р)-реакции и большое число других, менее вероятных реакций. Кроме того, разнообразие возможных реакций увеличивается при использовании разных бомбардирующих частиц (нейтронов, протонов, дейтронов, фотонов и даже заряженных атомов тяжелых элементов). Для каждого из этих процессов атомное ядро будет иметь специфическое поперечное сечение. В качестве примера рассмотрим облучение теллура фотонами, имеющими энергию до 70 Мэе. Такое облучение приведет в основном к у, п)-и (V. р)-реакциям, причем преобладающей будет (у, /г)-реакция. Однако можно наблюдать довольно большое число менее обычных реакций. Они могут охватывать диапазон от обычных реакций, таких, как (7, 2п), до таких редко встречающихся реакций, как (7,ЗрЗ/г)-реакция. Общее поперечное сечение превращения будет определяться первыми двумя типами реакций. Однако другие реакции также будут вносить свои вклады. Далее, если использовать другую область значений энергий фотона, то окажется, что соотношение поперечных сеченийУразличных реакций будет изменяться. Если энергия фотона уменьшится, то можно ожидать, что (у, /г)-реакция будет вносить еще больший вклад в поперечное сечение, а если энергия фотона увеличится, то увеличится вклад других реакций. В общем случае следует ожидать, что уменьшение энергии падающей частицы будет благоприятствовать испусканию незаряженной частицы. Это, по-видимому, связано с повышением потенциального барьера для излучаемой частицы при увеличении ее заряда. В общем случае, если падающая частица обладает более низкой энергией, происходит испускание нейтрона или протона. Эти тенденции хорошо иллюстрируются рис. 11-14, на котором приведена зависимость поперечного сечения индуцированных альфа-частицами реакций для N1 от энepгии . Из рис. 11-14 видно, что поперечное сечение реакции зависит не только от ядоз-мишани и типа реакции, но также и от энергии бомбардирующей частицы. [c.416]

Кроме энергии бомбардирующей частицы, необходимо также рассмотреть вероятность того, что частица с достаточно большой энергией действительно вызовет ядерное превращение. Эта вероятность выражается величиной, называемой поперечным сечением и обозначаемой буквой а. Первым фактором, который необходимо рассмотреть, является вероятность того, что бомбардирующая частица действительно столкнется с ядром-мишенью. Для этого можно просто рассчитать геометрическое сечение ядра-мишени. Однако это не единственный фактор, который следует рассмотреть. Наблюдения показывают, что поперечные сечения ядер ядерных процессов изменяются от долей их геометрического сечения до величин,, в несколько сотен тысяч раз превышающих эти значения. [c.396]

Вероятность захвата нейтронов (равно как и протекания других ядерных процессов) оценивается обычно значениями эффективных поперечных сечений (о) соответствующих атомных ядер. Так как их радиусы имеют порядок и-10 см, занимаемая самим ядром площадь составляет не более 10 см . Эта величина и принимается за единицу поперечного сечения ( б ар и ). Значение о применительно к тому или иному ядерному процессу вычисляется на основании экспериментальных данных. [c.565]

Определения. Обратимся теперь к более количественному рассмотрению вероятностей ядерных реакций. Вероятность ядерного процесса обычно выражается величиной о, именуемой сечением и имеющей размерность площади. Этот способ выражения вероятности ядерных процессов связан с элементарным представлением о том, что вероятность реакции между ядром и падающей частицей пропорциональна площади поперечного сечения ядра-мишени. Хотя это классическое представление и не оправдывается в случае реакций, возбуждаемых заряженными частицами (которые должны преодолеть кулоновский барьер) или медленными нейтронами, все же сечение является весьма удобной мерой вероятности любой ядерной реакции. Заметим, что в случае быстрых нейтронов полная вероятность их взаимодействия с ядрами действительно пропорциональна геометрическому поперечному сечению бомбардируемого ядра. [c.69]

Оиределеиная часть нейтронов постоянно исчезает пз объема в результате яоследиих двух процессов. Ядра замедлителя, теплоносителя и конструк-цнонных материалов обладают непродуктивным захватом. Только нейтронЫ поглощенные ядрами горючего, могут воспроизвести новые нейтроны. Однако не любой захват в ядерном горючем приводит к делению, так как ядра всех делящихся элементов имеют также определенные поперечные сечения радиационного непродуктивного захвата. [c.41]

Вероятность ядерных реакций характеризуется величиной эффективного сечения захвата (а). Эффективное сечение имеет размерность см-1атол1). Этот способ выражения вероятности ядерных процессов связан с элементарным представлением, согласно которому вероятность реакции между ядром и падающей частицей пропорциональна площади поперечного сечения ядра-мишени. Для наглядности можно представить ядро в виде небольшой лнппени с площадью сечения а (рис. 34), так что каждая частица, попавшая в эту мишень, будет взаимодействовать с ядром. Хотя это представление и не оправдывается в целом ряде случаев, все же сечение является весьма удобной мерой вероятности любой ядерной реакции. [c.39]

Бор Ш ироко уча1ст1вует в ядерных процессах вселенной, чем объясняется его низкое содержание в земной коре кларк бора равен 1-10 , что не отвечает его низ1Кому порядковому номеру). Характерным свойством ядра атома бора является его большое поперечное сечение захвата тепловых нейтронов и неустойчив ость под воздейств ием термически ускоренных протонов. Для1 природного бора поперечное нейтронное сечение в тепловой области составляет 775, для В °—3850, для В"— 38 барн [17] барн — единица измерения поперечного сечения, [c.17]

Кроме различных упомянутых выше ядерных превращений, существует еще один вид превращения, имеющий особую важность. Это — деление ядра. Деление состоит в расщеплении тяжелого ядра на два или более осколка средней величины с одновременным испусканием неск9льких нейтронов. Процесс деления наблюдается только для тяжелых элементов и вызывается практически все-тли типами бомбардирующих частиц. Среди них наибольшее значение имеет деление, вызываемое нейтронами. Такое деление известно как для быстрых, так и для медленных нейтронов. Большинство расщепляющихся изотопов восприимчиво к делению только от действия быстрых частиц. Некоторые изотопы, од-цако, расщепляются не только под действием быстрых, но и тепловых нейтронов, и поперечные сечения деления в этих случаях значительно большие, чем таковые в случае деления быстрыми частицами. Для поперечное сечение деления при действии тепловыми нейтронами, имеющими скорость 2200 м1сек, равно 580 барн, а для — основной составной части природного урана — поперечное сечение деления тепловыми нейтронами равно нулю. Значение 580 барн значительно больше, чем можно было бы ожидать для поперечного сечения реакции в случае быстрых бомбардирующих частиц, которое должно быть меньше геометрического поперечного сечения ядра-мишени. [c.417]

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 2 см). В действительности найдено, что поперечные сечения ядерных процессов для незаряженных частиц высоких энергий, таких, как быстрые нейтроны, всегда меньше, но чаще всего того же самого порядхса, 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.396]

Для того чтобы подчеркнуть большую разность поперечных сечений 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, у)-реакции. Этот процесс, называемый радиоактивным 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), они 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 наблюдается несимметричное делениес максимумами содержания продуктов деления с массовыми числами в области величин 95 и 139. Симметричное деление имеет место только на 0,01—0,02%. Кривая имеет несимметричный вид для деления как тепловыми, так и быстрыми нейтронами (если в последнем случае энергия нейтронов не слишком высока). При очень высокой энергии частицы, например при энергии 200 или 300 Мэв, кривая распада принимает совершенно другую форму, приближаясь к кривой симметричного типа, и имеет довольно плоский максимум. Большое практическое значение процессов деления объясняется огромным количеством энергии, которая выделяется при каждом -ядерном делении. Это можно видеть из кривой энергий связей [c.398]

Полное сечение соударения быстрой частицы с ядром никогда не превышает удвоенной площади геометрического поперечного сечения ядра. Таким образом, в случае быстрых частиц сечение редко существенно превышает см (радиусы наиболее тяжелых ядер равны примерно 10см). Величина 10см принята за единицу сечения ядерного процесса и получила название барн . В качестве производных единиц употребляются также миллибарн (1 мб — 10 см ) и микробарн (1 мкб = [c.70]