4Типы сечений для различных ядер

4.1Сечение упругого рассеяния

(1:04:54) Сечение упругого рассеяния имеет три области:

1.Область, где сечение постоянно — это область чисто потенциального упругого рассеяния.

2.Область, где есть резонансные пики — это область резонансного упругого рассеяния.

3.Область, где сечение растёт при уменьшении энергии (в тепловой области) — это

область, где сечение примерно обратно пропорционально скорости нейтрона (σ 1/v

√

или σ 1/ E).

(1:06:30) Упругое рассеяние бывает двух типов: потенциальное и резонансное. Там, где сечение упругого рассеяния постоянно, это чисто потенциальное упругое рассеяние. Там, где есть резонансы, это резонансное упругое рассеяние.

(1:08:17) Для лёгких ядер (водород, гелий) есть большая область чисто потенциального упругого рассеяния. Для тяжёлых ядер (уран-238) такой области практически нет, сразу начинаются резонансы.

4.2Сечение неупругого рассеяния

(1:09:37) Неупругое рассеяние — это пороговая реакция. Она возможна только при энергиях нейтрона выше определённого порога, так как нейтрон должен "свалиться"на более низкий уровень возбуждения.

(1:10:26) Для лёгких ядер (углерод) порог неупругого рассеяния составляет около 5 МэВ. Для тяжёлых ядер (уран) — около 40 кэВ.

(1:11:30) В реакторе нейтроны рождаются с энергией около 2 МэВ (средняя энергия), но на самом деле распределение простирается примерно от 1 МэВ до 10 МэВ.

(1:12:14) Неупругое рассеяние играет важную роль в реакторах. Например, в конструкции реактора ВВЭР-1000 есть элемент, называемый выгородкой, который защищает корпус реактора от быстрых нейтронов. За счёт реакции неупругого рассеяния быстрые нейтроны (выше 2 МэВ) замедляются до энергии ниже 1 МэВ, что уменьшает повреждение корпуса реактора.

4.3Сечение радиационного захвата

(1:14:59) Типичное сечение радиационного захвата имеет резонансную структуру в области средних энергий и растёт в тепловой области (область 1/v).

4.4Сечение деления

(1:16:05) Сечение деления урана-235 имеет резонансную структуру и сильно растёт в тепловой области. Для урана-238 сечение деления пороговое и значительно меньше, чем для урана-235.

(1:17:41) Из сравнения сечений деления урана-235 и урана-238 понятно, зачем нужно заниматься замедлением нейтронов. Нейтроны рождаются с энергией около 2 МэВ, где сечение деления урана-235 составляет около 1 барна. Если же замедлить нейтроны до энергии ниже 1 эВ, сечение деления урана-235 составит сотни барн.

7