neutroni rapizi neutronii lenți - interacțiunea cu neutroni cu substanța
neutroni rapizi
În reacțiile nucleare, sunt formate, de regulă, neutroni rapizi (cu 0,1-1MeV energie). neutroni rapizi prin ciocniri cu nuclee pierd energie în bucăți mari, consumatoare de aceasta, în primul rând în excitația nuclee sau de divizare. Ca rezultat al energiei neutronilor devine mai mică decât energia minimă de excitație (zeci de KeV la câteva MeV, în funcție de proprietățile nucleului). După aceea, nucleul difuzia cu neutroni devine elastică, adică consumul de energie de neutroni pe rata de mesaje de bază, fără a schimba starea sa internă. Intr-o coliziune elastică, neutronul pierde fracțiunea medie de energie egală cu 2A / (A + 1) 2 unde A - numărul de masă al nucleului țintă. Această acțiune este redusă pentru nuclee grele (1/100 pentru plumb) și mari pentru nucleele ușoare (1/7 la 1/2 din carbon și hidrogen). Prin urmare, nuclee ușoare de neutroni încetinind mult mai repede decât greu.
Secțiunea transversală a totală neutroni rapizi interacționează cu nucleele este suma secțiunilor transversale ale imprastiere inelastice și difracție de împrăștiere secțiune transversală:
în care: - lungimea de undă de Broglie a unui neutron, p - impuls neutronilor incidente.
Estimăm raza de bază:
Este demonstrat experimental că raza miezului depinde de numărul de masă A:
Pentru nuclee usoare
neutronii lenți
neutronii lenți într-o scară de energie nucleară aproape de zero. Prin urmare, acestea nu pot provoca imprastiere inelastice și alte procese endoterme. Într-adevăr, de exemplu, la primele nuclee de nivel excitat are de obicei o energie de ordinul a zeci de keV, și de multe ori mai mult. Este clar că, cu energii de neutroni sub 10 keV împrăștie excitarea nucleului nu se poate. Astfel, pentru neutroni lente sunt posibile numai împrăștierea elastică cu nuclee și reacția exotermă. Cel mai versatil (care rulează pe fiecare nucleu, cu excepția i) reacția nucleară neutron exotermă este captarea radiativă.
Secțiunea transversală a împrăștierii de neutroni lente.
Secțiunea transversală a captării de neutroni lente în regiunea de rezonanță este descrisă de Breit-Wigner
în care: - nivelul energetic, T - nivelul lățimii nucleului compus, Gn / G și Gg / T - tranziție nucleu probabilitate în stare la sol cu emisia de neutroni sau g-ray.
Factorul de spin reprezintă probabilitatea de 2J + 1 stări ale nucleului compus cu interacțiunea spin-s cu neutroni lente cu l = 0 și de spin sn = S și nucleul țintă cu spin-I:
La energii joase de neutroni (1.11), rezultă că <<и
neutronii lenți și, în special, de căldură sunt esențiale pentru funcționarea reactoarelor nucleare. Fluxurile mari de neutroni termici în reactoarele nucleare sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă pentru a produce izotopi radioactivi. Studii de imprastiere inelastica randamentului termic și a neutronilor informații rece importante despre dinamica atomilor în solide și lichide și proprietăți ale moleculelor. Capturați secțiune transversală de neutroni reci de o foarte mare, așa cum se manifestă puternic proprietățile de undă (de Broglie lungime de undă mai mare decât distanțele interatomice).
Căldura și neutronii rece nu este, evident, excita nucleele și chiar atomii individuali. Chiar și neutronii lenți au o energie suficientă pentru a excita vibratiile acustice zăbrele Quanta - fononi.