Яф 5 Нейтронные сечения.

Особенности сечений важных ядер (обзор).

По особенностям свойств ядра делят на легкие(А12-16), средние (А200) и тяжелые (вышеА>200).

Области энергий нейтронов при взаимодействии делят на: тепловую (Е1эВ), промежуточную (или резонансную)до 1 МэВ, быструю (Е более 1МэВ).

Легкие ядра.

Водород – сечение рассеяния постоянно _s =20.8бн от 0 до 10⁴Эв, долее снижается, радиационный захват отличен от 0 только в тепловой области (1/v) _с^т=0.33бн.Это приводит к активации воды и невозможности СЦР на естественном уране.

Дейтерий – рассеяние постоянно _s=3бн, захват практически 0 (5.10^-4бн). Хороший фото нейтронный источник (,n)реакция с порогом 2МэВ, бустер (n,2n) реакция с 1 МэВ.Возможность СЦР на естественном уране! Тяжелая вода только до примеси лекгой не выше 0.25%(лучше 0.12%)стоит 300$/ru. Стратегический товар под ограничениями МАГАТЭ./ Тяжелая вода не должна соприкасаться с легкой даже в атмосферном воздухе!

Гелий-3 – используется для детекторов нейтронов, высокое сечение поглощения, экзотермическая реакция (см. Приложение 1.)

Литий-6 - используется для детекторов нейтронов, высокое сечение поглощения, экзотермическая реакция (см. Приложение 1.)

Литий-7 – высоко эффективная реакция (n,2n) используется вспецусловиях.

Бериллий-9. Хороший источник нейтронов (,n) реакция после 1МэВ, фото (,n)реакция с порогом 1.5. МэВ.

Бор-10. - используется для органов регулирования реакторов(СУЗ) и детекторов нейтронов , высокое сечение поглощения, экзотермическая реакция (см. Приложение 1.)

Углерод-12 - хороший замедлитель, поглощение в тепловой области 3*10^-3бн. Первый резонанс около 1 МэВ.

Экзотические углероды, фторы азоты- применяются для позитронной томографии.

Средние ядра.

Натрий-23. – теплоноситель быстрых реакторов. Сильный резонанс около 2.8 кэВ.

Железо–(осн 56) – Заметное поглощение (активация), первые резонансы после 1 кэВ с сильными провалами.

Никель и Хром. Близкие родственники железа.

Большая группа средних ядер и редких земель используемых для органов СУЗ.

Таблица ЯФ 2. Свойства ядер, применяемых в конструкциях СУЗ.

Изот	(г/см3)	Т(плав, 0C)	степл(бн)	RIa(бн)
10B			3800
112Cd	8.6	321	2450	--
Dy	8.6	1400	950	1000
152Eu	5.2	900	4300	1000
157Gd	8.	1350	46 000	67
115In	7.3	156	196	2700
167Er	0.41%		10 000
192Ir	22.4	2442	440	2000
186Re	21	3180	86	650
107Ag	10	960		700
178Hf	13.1	2200	105	1800
135Xe			106

Некоторые ядра часто встречаются в следах радиационных аварий, их особые свойства- средний период распада(30лет), наличие достаточно высокой энергии распада (0.5-1МэВ) и способность замещать в химических процессах элементы живых тканей (Ca, K) это ⁹⁰Sr¹³⁷Cs, ¹³¹I, ¹³³I, ¹³⁵I.

Тяжелые ядра.

Полоний-210, 212. Высокоактивные по -распаду, затрудняют применение тория, используются для нейтронных источников.

Свойства ядер четно-четной группы.

Спин ядра всегда 0 , составное ядро 1/ 2, одна система резонансных уровней. Среднее расстояние между уровнями примерно10-20эВ, первые неупругие уровни 46,146,300 кэВ. Тепловое сечение захвата –около 2-7бн(²³⁸U=2.8), резонансный интеграл захвата-200-300бн (²³⁸U=270). Порог деления 1-1.4МэВ.

Четно-нечетные ядра.

Спин ядра полуцелый (1/2, 7/2 ) , две системы уровней и резонансов. Плотность резонансов высокая (около 1-5эВ) . Неупругие уровни начинаются с 1 кэВ.

Сводная таблица важнейших характеристик тяжелых ядер дана ниже Табл.2.

	т *	fт, бн	cт, бн	т=c/f	Ic, бн	If, бн	эфф,%	I	J
Th-232			7.40		106	0		0	½
U-233	2.50	530	52	0.098	167	760	0.27
U-235	2.42	580	107	0.184	142	277	0.65	7/2	3-,4-
U-238		0	2.7	---	277	0
Pu-239	2.88	750	315	0.420	188	312	0.21	1/2	0+,1+
Pu-241	2.93	1000	368	0.365

*Примечание: Величина ^т дана для тепловых нейтронов, она возрастает с энергией нейтронов примерно на 0.2/МэВ.

Отметим очень высокие «топливные» свойства и одновременно высокую ядерную опасность плутониев(239 и 241) и урана-233 (выделено жирным ) а именно: высокое сечение деления, высокое ^т, малое значение .