Ослабление узкого коллимированного пучка нейтронов тонким слоем вещества происходит по экспоненциальному закону:
I(x) = I0exp(-N
x)
где I0
и I(х) - значения плотности потока до и после прохождения слоя вещества х, N -
число ядер в единице объема вещества, а- полное сечение взаимодействия нейтронов
с веществом.
Величина
= N
имеет размерность обратной длины (см-1) и называется - линейный коэффициент
ослабления потока нейтронов в веществе
Величина
= 1/
имеет размерность длины и называется - длина свободного пробега нейтрона
в веществе.
Средняя длина пробега по отношению к поглощению
a
- это расстояние, при прохождении которого плотность потока нейтронов из-за поглощения
уменьшается в e раз.
Плотность потока нейтронов N(R) на
расстоянии R от точечного источника, испускающего N0 моноэнергетических
нейтронов в единицу времени, определяется соотношением:
![]()
Для защиты от нейтронных источников высокой интенсивности наиболее употребительным
материалом в промышленности является бетон.
На рис.2 приведены
в полулогарифмическом масштабе кривые ослабления γ-лучей,
быстрых и тепловых нейтронов в бетоне. Данные о длине свободного пробега быстрых
нейтронов в различных материалах приведены в табл.7.
В
лабораторных условиях для защиты от быстрых нейтронов обычно используют комбинированную
защиту, состоящую из парафина (воды), кадмия (бора) и свинца. В такой защите последовательно
происходит замедление быстрых нейтронов (парафин, вода), поглощение нейтронов
в результате (n,γ) реакции (кадмий, бор)
и ослабление интенсивности образующихся γ-квантов
(свинец).
Мощность дозы, относительные единицы Рис.2. Кривые ослабления в бетоне гамма-лучей (1), быстрых нейтронов (2), общего потока нейтронов (3), медленных нейтронов (4) и тепловых нейтронов (5). |
Таблица 7.
Длина
свободного пробега быстрых нейтронов ( | ||||
|---|---|---|---|---|
| Материал | Химическая формула | Плотность г/см3 |
| |
| 4 МэВ | 14.9 МэВ | |||
| Полиэтилен | (СН2)4 | 0.92 | 5.5 | 13.9 |
| Плексиглас | С5Н802 | 1.18 | 6.3 | 15.2 |
| Карбид бора | В4С | 1.67 | 12.0 | 17.2 |
| Графит | С | 1.6Т | 11.4 | 24.0 |
| Алюминий | А1 | 2.7 | 14.1 | 15.9 |
| Железо | Fe | 7.89 | 7.6 | 8.3 |
| Свинец | Рb | 11.34 | 15.0 | 15.5 |
| На главную сайта Dvoika.net |