Лекция №12

Нейтронная физика

1

Резонансные нейтроны

Формулы Брейта-Вигнера. Резонансы

В квантовой механике получена формула для расчета эффективного сечения образования компаунд-ядра σcomp(En).

MB+Mn

2

Резонансные нейтроны

3

Резонансные нейтроны

4

Резонансные нейтроны

5

Резонансные нейтроны

Наиболее вероятный способ перехода компаунд-ядра – испускание гамма-кванта. В этом случае произойдет ядерная реакция (n,γ). Из всех частиц, которые могли бы вылететь из компаунд-ядра, при малой энергии возбуждения может быть испущен только нейтрон, для которого отсутствует кулоновский барьер. В этом случае происходит ядерная реакция упругого резонансного рассеяния (n,n). Таким образом, на нейтронах малой энергии через образование компаунд-ядра могут идти реакции радиационного захвата нейтрона (n, γ) и упругого резонансного рассеяния нейтронов (n,n), поэтому Г = Гn + Г γ .

6

Резонансные нейтроны

Пределы применимости формулы Брейта-Вигнера.

Формула Брейта-Вигнера позволяет описать энергетическую зависимость нейтронных сечений только в окрестности резонанса; в межрезонансных областях применение этой формулы ведет к погрешностям. Особенно велики эти погрешности могут быть при расчете энергетической зависимости сечения рассеяния.

Как правило, погрешность расчета мала при определении энергетических зависимостей сечения в области резонанса по формуле Брейта-Вигнера для важнейших реакций – радиационного захвата и деления. Именно это обстоятельство обусловливает широкое использование формулы Брейта- Вигнера в практических расчетах.

7

Резонансные нейтроны

Эффективные сечения реакций на быстрых нейтронах.

С ростом энергии нейтронов, вступающих в реакцию, увеличивается энергия возбуждения компаунд-ядра; уровни энергии при этом сгущаются, уширяются и, наконец, сливаются. В энергетических зависимостях сечений взаимодействия нейтронов при En > 1 МэВ нет резонансной структуры, и эти зависимости изменяются с изменением энергии плавно; сечение образования компаунд-ядра σcomp ≈π(R+λ)2 →πR2 . Значение πR2 не превышает нескольких барн (R – эффективный радиус ядра).

8

Эффект Доплера.

Эффе́кт До́плера — изменение частоты и, соответственно, длины волны излучения, воспринимаемой наблюдателем (приёмником), вследствие движения источника излучения.

9

Эффект Доплера.

Регистрируемая длина волны

T0- период собственных колебаний источника, с и u – скорости света и источника в системе, связанной со средой. ν0=с/λ0

λ1=(с-и) λ0 /с= λ0- λ0и/с (λ0- λ1)/ λ0=и/с

Δλ/ λ0=и/с

10