Нейтроны эффективное сечение захвата

Большой интерес представляют реакции на нейтронах и особенно (я, у)-реакции, которые протекают с тепловыми нейтронами. Эффективные сечения захвата медленных нейтронов исключительно высоки. Поток нейтронов с тепловыми скоростями легко получить, замедляя быстрые нейтроны радий-бериллиевого или полоний-бериллиевого источника в слое парафина или воды толщиной 5—6 см. [c.39]

Обычные методы анализа недостаточно чувствительны для обнаружения следовых количеств примесей в веществах. При проведении анализа этими методами часто сталкиваются с проблемой холостых определений (разд. 8.3). Для определения следовых количеств примесей в веществе целесообразно применять метод активационного анализа, обладающий высокой чувствительностью. Этот метод основан на превращении определяемых примесей при помощи ядерных реакций в радиоактивные нуклиды с последующим количественным определением их активности. Из множества ядерных реакций для проведения активационного анализа практически пригодны только реакции с участием нейтронов, протонов, дейтронов, тритонов, а-частиц й фотонов. Для объяснения сущности метода допустим, что речь идет об однородном веществе, содержащем реакционноспособные ядра и в течение определенного промежутка времени подвергающемся действию потока нейтронов или заряженных частиц. Число образовавшихся радиоактивных нуклидов М пропорционально потоку нейтронов Ф, числу реакционноспособных ядер N и эффективному сечению захвата о ядерной реакции [c.309]

Рис. 6.4. Зависимость эффективного сечения захвата ядерной реакции а от энергии нейтронов.

При проведении анализа возможно поглощение тепловых нейтронов в исследуемом образце в том случае, если в нем присутствуют элементы с высоким эффективным сечением захвата тепловых нейтронов, такие, как литий, бор, кадмий, редкоземельные элементы. Для учета этой потери нейтронов проводят измерение потока нейтронов, возникающ,его при анализе эталонного препарата. Затем повторяют измерение, поместив эталонный препарат за кадмиевый экран толщиной 1. и.и, который полностью поглощает тепловые нейтроны. Разница двух выполненных измерений, отнесенная к первому измерению, представляет собой максимально возможную ошибку, которая колеблется в пределах 4—16%. [c.359]

Содержание бора — основного загрязнителя ядерного графита— не должно превышать 0,1 млн . При большем его содержании, а также при наличии других элементов эффективное сечение захвата ядерного графита увеличивается [156]. Так, превышение допустимого содержаиия бора только на 10% [164] приводит к потере 1500 нейтронов на каждые 100 тысяч в случае применения реактора типа G= или к увеличению количества урана, необходимого для получения критической массы, до 8 т. [c.103]

В настоящее время углеграфитовые материалы ирименяют для сооружения и футеровки химической аппаратуры и оборудования, в том числе атомных реакторов. Из них изготавливают ответственные детали машин, трубы, насосы, теплообменники, холодильники, абсорберы, конденсаторы, лабораторное оборудование и др. Поскольку чистый углерод имеет небольшое эффективное сечение захвата нейтронов (3,5 Мб), он используется в качестве замедлителя нейтронов в атомных реакторах. [c.44]

Поскольку чистый углерод имеет небольшое эффективное сечение захвата нейтронов (3,5 Мбарн), его используют в атомных реакторах в качестве замедлителя нейтронов (ядерный графит) [24]. По данным отечественных и зарубежных исследователей [24, 156, 161], ядерный графит должен иметь плотност . 1650—1750 кг/м , эффективное сечение, характеризующее способность захватывать электроны, не более 4 Мбарн и низкую степень коррозии при взаимодеЛ-ствии с СОг. Особо высокие требования предъявляют к чистоте ядерного графита. Наиболее вредными примесями являются бор, ванадий, редкоземельные элементы и др. Эти примеси определялись в указанных выше работах специальными методами фотоколориметрии или пламенной спектрометрии. [c.103]

При определении примесей в боре, имеющем большое эффективное сечение захвата медленных нейтронов, возникает необходимость учета самоэкранирования. Это достигается применением метода эталонного образца [133], в котором в качестве эталона применяется бор с известным содержанием искомой примеси. Этот эталон и образец одновременно облучают в активной зоне реактора, выделяя из общего спектра резонансные нейтроны с помощью борного фильтра. Время облучения варьируют от 1 до 5 час. и в зависимости от этого чувствительность определения брома меняется от 10 до 0,1 нг. [c.184]

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]

В частности, ванадий обладает малым эффективным сечением захвата нейтронов (1,1 барн) и, следовательно, не изменяет заметно свойств в условиях сильного излучения. На рис. 19 приведена фотография топливного элемента ядерного реактора, изготовленного одной из фирм США. Внутренняя трубка состоит из ванадия, уран заключен в оболочки, сделанные из ниобия. [c.99]

Атомная энергетика. Ниобий не взаимодействует заметно с ураном, плутонием, жидкометаллическими теплоносителями. Вместе с этим обладает небольшим эффективным сечением захвата нейтронов (1,2 барн/см ), из-за чего применяется в качестве конструкционного материала в атомной энергетике. Из него изготовляют оболочки для урановых тепловыделяющих элементов при этом повышаются максимально допустимая температура разогрева тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) и полнота их использования. Добавление нескольких процентов ниобия к урану повышает устойчивость урановых ТВЭЛ против старения при нагревании. [c.61]

НЕКОТОРЫЕ ЭФФЕКТИВНЫЕ СЕЧЕНИЯ ЗАХВАТА ТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНОВ [c.51]

Искусственно можно получить радиоактивные изотопы с массовыми числами от 74 до 90. С изотопом Вг связано открытие И. В. Курчатовым, Б, В. Курчатовым и Л. И. Русиновым явления ядерной изомерии, заключающегося в существовании ядер одинакового состава в различных энергетических состояниях. Одно из ядер, обозначаемое как о Вг, находится в метастабиль-ном состоянии и, испуская энергию в виде 7-квантов, переходит в Вг в основном состоянии. Оба изомера образуются из стабильного изотопа Вг, причем эффективные сечения захвата нейтронов для реакций Вг (и, 7) Вг и Вг (и, 7) "Вг различны и составляют соответственно 8,5 и 2,9 барн. Эффективное сечение захвата нейтронов для реакции Вг (и, у) Вг равно 3 барн [640]. [c.12]

При прочих равных условиях эффективные сечения захвата для изотопов различаются в пределах нескольких порядков. Практический интерес представляют те случаи, когда в результате ядерной реакции, протекающей с высоким сечением захвата, образуется радиоактивный изотоп с удобным для работы периодом полураспада. Для анализа облучают анализируемый материал нейтронами или заряженными частицами, которые переводят стабильный изотоп определяемого элемента в радиоактивный. Измеренная активность будет пропорциональна числу ядер, которые приняли участие в реакции. А так как элементы, встречающиеся в природе, имеют практически постоянный изотопный состав, то измеренное значение активности будет также пропорционально содержанию данного элемента в пробе. [c.217]

Цирконий пмеет очень низкое эффективное сечение захвата тепловых нейтронов, что делает его наилучшим металлом для оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Другая важная область применения циркония (5% годовой продукции, исчисляемой тысячами тонн) — производство порошка для одноразовых ламп-вспышек. [c.332]

Парциальные эффективные сечения захвата тепловых нейтронов составляют [c.192]

Можно было считать иттрий перспективным. Залогом тому — его свойства высокие температуры плавления и кипения — соответственно 1520 и 3030° С упругость примерно такая же, как у алюминия и магния прочность, сравнимая с прочностью титана. И плюс к этому относительная легкость (плотность иттрия 4,47 г/см )и малое эффективное сечение захвата тепловых нейтронов, то есть способность почти не тормозить цепную реакцию, если иттрий применен в конструкции атомного реактора. [c.188]

Тантал, несмотря на свою активность, очень хорошо пассивируется и в кислотных средах ведет себя как платина, но при температурах выше 800°С начинает интенсивно окисляться. Он употребляется для теплообменников и других узлов в химической промышленности, а также в медицине, так как обладает способностью сращиваться с живыми костными тканями. Металлы подгруппы ванадия обладают малым эффективным сечением захвата нейтронов (1,1 барн) и поэтому применяются при строительстве реакторов (транспортных) и других узлов аппаратуры, работающей в условиях высокой радиации. [c.334]

В тяжелой воде и в углероде (графите) достигается лучшее приближение к тепловому равновесию [47]. Малость эффективного сечения захвата этих материалов и, следовательно, большое время жизни тепловых нейтронов более чем компенсируют их меньшую эффективность в качестве замедлителей. Однако и в случае углерода спектр испускаемых нейтронов отличается от внутреннего спектра, хотя и по другой причине, чем в случае водорода диффракционный эффект в графитовой решетке приводит к преимущественному испусканию холодных нейтронов. В одном случае удалось наблюдать эффективную температуру испускаемых нейтронов всего лишь в 18° К- С точки зрения радиохимии углерод является полезным замедлителем только в соединении с котлом, так как в других случаях нейтронная плотность слишком быстро падает из-за большой диффузионной длины. [c.48]

В силу большого значения бора для нейтронных счетчиков, выполнение закона 1/ для реакции 5В (п, а)зЕ1 проверялось с особой тщательностью методом ослабления пучка [52, 11, 96, ПО, 130, 40] и считается сейчас подтвержденным. По измерениям Вечера и др. [11] эффективное сечение захвата естественного бора для нейтронов с энергией 0,025 еУ составляет 708 10 см . -Эффективные сечения радиационного захвата многих элементов для тепловых нейтронов также были измерены методом ослабления пучка. Однако простой метод ослабления пучка перестает быть применимым в тех случаях, когда с эффективным сечением захвата сравнимо эффективное сечение рассеяния (см. ниже). Чтобы уменьшить влияние рассеяния, предлагались различные варианты такого метода. Например, образец , который должен [c.49]

Другим важным понятием, связанным с эффективными сечениями захвата и рассеяния, является альбедо а вероятность того, что тепловой нейтрон, который вошел в бесконечное количество какого-либо вещества через ограничивающую его плоскую поверхность, вылетит когда-либо через нее обратно. Вероятностью поглощения нейтрона в большой тонкой пластинке вещества (в детекторе ) примерно в [c.54]

В присутствии замедлителя радиационный захват тепловых нейтронов ответственен за большую часть наведенной активности. Эффективные сечения захвата для быстрых нейтронов очень малы они составляют примерно около см для ядер с массовым [c.54]

В тепловой области с захватом ядрами-мишенями конкурирует захват ядрами замедлителя. Однако, как видно из табл. 6, эффективные сечения захвата важных замедлителей невелики. На практике приходится сталкиваться примерно со следующими цифрами для раствора иода тепловыми нейтронами обусловливается примерно две трети активности, для раствора марганца— 95%, для раствора диспрозия—99%, [c.55]

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]

Рис. 13. З-ависимость эффективного сечения захвата медленных нейтронов радием от энергии нейтронов аб—область простого радиационного захвата (а==1/]/ ) бб—область резонансного захвата.

Ослабление потока нейтронов внутри пробы, называемое самоэкранирова-иием, следует также принимать во внимание как возможный источник систематических ошибок. Этот эффект бывает значительным, когда элементы основы имеют высокое полное эффективное сечение захвата. Эффект само-экранирования можно оценить с помощью расчета или методов графической коррекции. [c.122]

Основные причины погрешностей метода, использующего дктивационный анализ посредством облучения нейтронами, длительное время изучали различные авторы, и мы отметим, в частности, трудности эталонирования в результате самопоглощения нейтронов элементами с большим эффективным сечением захвата, а также риск получить один и тот же радиоизотоп в двух различных ядерных реакциях, которые могут ироизойти в одно и то же время. Например, Ка получают в результате облучения натрия (реакция п, у) или алюминия (реакция п, а) [6]. [c.217]

Использование радиоизотопов в бумажной хроматографии позволило во многих отношениях расширить возможности этого метода. Особенно при количественных определениях радиометрические методы имеют ряд преимуществ благодаря их высокой чувствительности. Особая сложность в бумажной хроматографии заключается в том, чтобы сделать видимыми на бумаге пятна вещества. В большинстве случаев это осуществляется при помощи цветных реакций. Разделение и количественное определение многих веществ неосуществимо из-за отсутствия соответствующих цветных реакций. При радиометрических определениях цветные реакции не нужны. В тех случаях, когда неактивные вещества могут быть переведены в меченые соединения при помощи радиоактивных индикаторов, они определяются и идентифицируются по излучению. В тех случаях, когда неактивные вещества (элементы), разделенные методом бумажной хроматографии, имеют большое эффективное сечение захвата нейтронов, хроматограммы можно облучать нейтронами в реакторе и измерять радиометрически. За последние годы удалось методом бумажной хроматографии разделить ряд радиоизотопов без носителя. Таким образом, бумажная хроматография стала одним из основных методов получения и разделения радиоактивных изотопов без носителя [8, 9]. Для бумажнохроматографического разделения в среднем используют 60—80 у вещества. Без носителя 1 милликюри Н23 Ю4 соответствует 6,8-мг, 1 милликюри Нз Р Ю4 — 1 жг, т. е. общий вес веществ, соответствующих активности 1 мкюри серной кислоты и 1 мкюри фосфорной кислоты, составляет 78у, и они могут быть разделены методом бумажной хроматографии. Даже при менее благоприятных условиях можно производить разделение или очистку радиоактивных веществ. [c.265]

Длина диффузии — весьма важная величина, определяющая свойства той среды, в которой диффундируют нейтроны. Легко показать (как и в случае обычной диффузии), что Ь<г т, где т — время жизни теплового нейтрона в данной среде. Естественно, что время жизни т обратно пропорционально сечению захвата о. Экспериментальное значение величины в воде составляет 2,88 см. Так как эффективные сечения захвата тепловых нейтронов тяжелым водородом, атомами углерода и кислорода значительно меньше сечения захвата протонами ((Td=0,45 10 ос=3,2- 10 Nfi, ао<0,2-10-2 см" ), то диффузионные длины в тяжелой воде и в графите значительно больше величины La для обычной воды и составляют соответственно около 170 и 50 см. [c.168]

Эффективное сечение захвата тепловых нейтронов 2ззра составляет-140 барн, а — 200 барн. [c.248]

В противоположность эффективным сечениям захвата, эффективные сечения рассеяния медленных нейтронов для большинства элементов почти не зависят от скорости нейтронов. Более того, все они одного порядка (большей частью около 6 10 см ). Исключения представляют, из-за сопряженного с химической связью квантового эффекта, только самые легкие элементы [5]. Эффективное сечение рассеяния водорода в парафине возрастает с падением скорости и достигает для нейтронов с энергией 0,25 еУ примерно 58см , однако среднее эффективное сечение для тепловых нейтронов в парафине и т. п. меньше [112]. [c.53]

Сравнение с эффективным сечением захвата показывает, что АГ-нейтрон испытывает в водороде до захвата в среднем около 150 соударений, его средняя длина пробега относительно поглощения равна примерно 50 см, а среднее время жизни равно 220 (1сек, т. е. нейтроны любой начальной энергии проводят в воде или парафине большую часть своей жизни в виде тепловых нейтронов. В тяжелой воде и в углероде число соударений до захвата составляет, по порядку величины, 10 ООО и 1000 соответственно. [c.53]

Наиболее широко используются Ц. с. в ядерной энергетике в связи с их малым эффективным сечением захвата тепловых нейтронов, механич. прочностью при повышенных темп-рах (до 550—600°), высокой коррозионной стойкостью при высоких темп-рах в водных, щелочных и нек-рых кислых средах. К такого рода Ц. с. относятся циркалои (1,3—1,6% 8п 0,07-0,2% Ре 0,05-0,16% Сг 0,03-0,08% N1 остальное — 2г), к-рые имеют высокую прочность (до 40 кГ мм прж 500°), твердость по Бринеллю 180— 210 кГ1мм , коэфф, термич. расширения 6,5-Ю- , теплопроводность, практически не изменяющуюся до 400° (12,1 —12,55 ккал/м-час-град), и обладают хорошей стойкостью в воде при повышенных темп-рах. Как конструкционный материал для атомных реакторов используют также т. наз. озгениты — Ц. с. с общим содержанием 8п, Ге, N1, МЬ 0,5—1,5%, обладающие коррозионной стойкостью в горячей воде и паре до 400°, а также Ц. с. с 1—5% Та и 0,5—1% N1 и др. сплавы, получаемые обычно легированием циркония молибденом, ниобием, танталом, никелем или гафгшем, что повышает их механич. свойства. Так, сплав с 4% 8п и 1,6% Мо обладает высокой механич. прочностью и легко прокатывается при 800°. Высокой коррозионной стойкостью обладает также сплав Ъх с 15% Nb, имеющий высокую прочность после термообработки, хорошо сваривающийся и обрабатывающийся давлением. [c.439]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология