Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Нейтроны

    В связи с отсутствием у нейтронов электрического заряда они проходят в веществе без взаимодействий сравнительно большие расстояния, измеряемые сантиметрами. Эффективные сечения взаимодействия нейтронов с электронами атома малы (10^-22 см²) по сравнению с сечением взаимодействия заряженной частицы с атомом (10^-16_СМ2). Нейтроны сталкиваются главным образом с ядрами атомов, входящих в состав вещества. Явления, происходящие при взаимодействии нейтронов с ядрами, зависят от кинетической энергии нейтронов. Поэтому обычно нейтроны делят на отдельные энергетические группы - тепловые, медленные и быстрые нейтроны. Границы этих энергетических групп условны (табл.6).

Таблица 6.

   Быстрые нейтроны передают энергию главным образом в результате прямых столкновений с атомными ядрами. Энергия, переданная от нейтрона ядру (Е _ядра), зависит от массы ядра и угла рассеяния.
    В среде из легких ядер нейтроны могут передавать практически всю свою энергию в результате одного столкновения, если столкновение лобовое. Для быстрых нейтронов наиболее важным результатом взаимодействия являются упругие (n,n) и неупругие (n,n') столкновения с атомными ядрами. В зависимости от типа ядра и энергии налетающего нейтрона величина сечения изменяется в интервале нескольких барн.

    где M , m - масса ядра и масса нейтрона, Е_n - начальная энергия нейтрона, - угол между первоначальным направлением движения нейтрона и направлением движения ядра отдачи в лабораторной системе координат.
    Для медленных нейтронов наблюдаются максимумы в сечении взаимодействия при определенных значениях энергий нейтронов Е_n, характерных для данного вещества. Основные процессы - рассеяние и замедление нейтронов до тепловых скоростей.
    Энергии тепловых нейтронов не превышают энергии связи атомов в водородосодержащих молекулах. Поэтому в случае, если не происходит ядерной реакции, тепловые нейтроны могут вызвать лишь возбуждения колебательных степеней свободы, что приводит к разогреву вещества.
    Наиболее характерными реакциями при взаимодействии тепловых нейтронов с веществом являются реакции радиационного захвата (n,). При уменьшении энергии нейтронов сечение упругого рассеяния (n,n) остается примерно постоянным на уровне нескольких барн, а сечение (n,) растет по закону 1/v , где v -скорость налетающего нейтрона. Поэтому для очень медленных нейтронов возрастает не только абсолютная, но и относительная роль реакций радиационного захвата.
    Наиболее существенные реакции, идущие под действием тепловых нейтронов, следующие:
    n + ³Hе -> ³H + р + 0.76 МэВ ( = 5400 барн),
    n + ¹⁴N -> ¹⁴C + р + 0.63 МэВ ( = 1.75 барн),
    n + ⁶Li -> ³H + + 4.78 МэВ ( = 950 барн),
    n + ¹⁰B -> ⁷Li + + 2.79 МэВ ( = 3840 барн).
    В области тяжелых ядер начинают проявлять себя реакции деления (n,f). Однако для живой материи, состоящей преимущественно из легких элементов, эти реакции несущественны.

На главную сайта Dvoika.net