61. Измерение массы нейтрона

Схема опыта такова. Нейтроны, образующиеся в реакции (4.6.9), направлялись в ионизационную камеру, которая поочередно наполнялась водородом и азотом. Измерялась максимальная кинетическая энергия ядер отдачи, которая соответствует лобовому столкновению нейтронов с ядрами водорода или с ядрами азота в рабочем объеме ионизационной камеры. Этот метод позволил установить лишь то, что масса нейтрона примерно равна массе протона. Наиболее высокая точность определения массы нейтрона получена при анализе реакции образования дейтона n + ¹H → ²H + γ и обратной ей реакции ²H(γ, n)¹H фоторасщепления дейтона. Если протон неподвижен, то закон сохранения энергии для реакции (4.9.6): а из закона сохранения импульса следует, что При Т_n » 0 получим, что

Массы дейтона и протона m_d и m_p известны с большой точностью, а энергия E_g измеряется современными гамма-спектрометрическими методами. Наиболее точное значение массы нейтрона в настоящее время (1988 г.): m_n = 939,56563±(28) МэВ.

62. Свойства нейтронов различных энергий

Нейтроны эффективно взаимодействуют с ядрами от самых малых достижимых энергий T_n ~ 10^-7 эВ до энергий в несколько сотен эВ По величине кинетической энергии T_n нейтроны разделяются на две большие группы – медленные (0 < T_n ≤ 1000 эВ) и быстрые (T_n > 100 кэВ). Замыкают эти две области энергий т.н. промежуточные нейтроны. В свою очередь, область медленных нейтронов подразделяется на холодные, тепловые и промежуточные нейтроны. Следует, однако, иметь в виду, что любая градация свойств нейтрона по энергии условна.

х олодные Т_n < 0,025 эВ,

тепловые Т_n = 0,025 ¸ 0,5 эВ,

резонансные Т_n = 0,5 эВ ¸ 1 кэВ.

Промежуточные Т_n = 1 ¸ 100 кэВ.

Быстрые Т_n = 100 кэВ ¸ 14 МэВ При взаимодействии с веществом у холодных нейтронов отчетливо проявляются волновые свойства. Нейтронные волны в веществе могут испытывать дифракцию, преломление, отражение (даже полное), могут поляризоваться. В отличие от рентгеновских лучей, которые испытывают рассеяние на электронах, нейтроны рассеиваются на ядрах. Поэтому дифракция холодных нейтронов дает информацию не об электронной, а непосредственно о ядерной, т.е. атомно-молекулярной конфигурации вещества Сечение захвата нейтронов ядрами с уменьшением энергии нейтронов сильно возрастает в соответствии с законом «1/v_n», где v_n - скорость нейтронов Энергия тепловых нейтронов определяется тепловым равновесием со средой. Сечения реакций нейтронов с ядрами, в том числе и приводящие к делению, в этой области также достаточно Нейтроны с энергией Т_n = 0,5 эВ ¸ 1 кэВ называются резонансными потому, что в этой области для средних и тяжелых ядер сечения нейтронных реакций имеют обычно много тесно расположенных резонансов В промежуточной области энергий нейтронов отдельные резонансы сливаются (исключением являются легкие ядра) и сечения в среднем падают с ростом энергии нейтронов Быстрые нейтроны имеют огромное прикладное значение, так как в большинстве реакций, используемых для получения свободных нейтронов, кинетическая энергия образующихся нейтронов Т_n > 100 кэВ. Полное сечение (сумма сечений всех возможных процессов) в быстрой области , где R - радиус ядра, а - де-бройлевская Быстрые нейтроны с энергией Т_n > 10 МэВ имеют де-бройлевскую длину волны порядка размеров ядра и нейтронная волна может испытывать дифракционное рассеяние уже на ядрах

63.нету- Способы описания нейтронного поля. Потоковые и токовые характеристики.