27 Деление нейтронов по группам по характеру взаимодействия с веществом.
Характер взаимодействия нейтроновс веществом в значительной степени зависит от их энергии.
В зависимости от энергии нейтронов, их подразделяют на следующие группы:
- ультрахолодные нейтроны- нейтроны с энергией менее 10-7эв.
- холодные нейтроны- < 5*10-3эв.
Ультрахолодные и холодные отличаются аномально большой проникающей способностью при прохождении через поликристаллические вещества.
- тепловые нейтроны(<0.1 эВ) - нейтроны, находящиеся в термодинамическом равновесии с рассеивающими атомами окружающей среды. При диффузии через относительно слабо поглощающие среды их скорости стремятся к максвелловскому распределению.
- надтепловые нейтроны(от 0.1 эв до 0.5 кэв) - При прохождении надтепловыхnчерез поглощающие и рассеивающие среды сечение взаимодействия подчиняется в основном закону 1/v, где v скорость нейтрона.
- нейтроны промежуточных энергий– (0.5 кэв до 0.2 Мэв) - типичным процессом взаимодействия с веществом является упругое рассеяние.
- быстрые нейтроны(0.2 Мэв - 20 Мэв) - Характеризуются как упругим, так и неупругим рассеянием и возникновением пороговых ядерных реакций.
- сверхбыстрые нейтроны(> 20 Мэв) - Они отличаются ядерными реакциями с вылетом большого числа частиц. При энергии > 300 Мэв наблюдается слабое взаимодействиеnс ядром (прозрачность ядер для сверхбыстрых нейтронов) и появление "реакции скалывания", в результате которой бомбардируемое ядро испускает несколько осколков.
28 Рассеяние нейтронов. Среднелогарифмическая потеря энергии нейтронов. Основные вещества-замедлители.
Рассеяние нейтронов- взаимодействие нейтронов с веществом. Особенности нейтронов определяют характер этого взаимодействия. Нейтрон электрически нейтрален и потому легко проникает в глубь атома и взаимодействует с ядром или с отдельными нуклонами за счёт ядерных сил, быстро спадающих с расстоянием. При упругом рассеянии суммарная кинетическая энергия нейтрона и ядра сохраняется. Такое рассеяние нейтронов называется потенциальным и характеризуется амплитудой потенциального рассеяния. Если ядро захватывает нейтрон и образуется составное ядро, то рассеяние называется резонансным, а соответствующая амплитуда - амплитудой резонансного рассеяния. Интерференция процессов потенциального и резонансного рассеяний приводит к тому, что суммарная амплитуда рассеяния для ядер, поглощающих нейтроны, может быть комплексной величиной.
За счет рассеяния нейтрон частично теряет энергию и происходит его замедление. Соответственно, его средняя потеря энергии равна 2АE/(A+1)2, т. е. пропорциональна E (энергии нейтрона), асреднелогарифмическая потеря энергии (усреднённая по углам рассеяния нейтронов) при одном соударении:
,
где Е, Е’ – энергия до соударения и энергия после соударения, A– массовое число ядра замедлителя.
Основные вещества-замедлители:
К числу лучших замедлителей, широко используемых в ядерной физике и ядерной технике для превращения быстрых нейтронов в тепловые, относятся вода, тяжёлая вода, бериллий, графит.