Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрамов А.И. -> "Основы экспериментальных методов ядерной физики" -> 21

Основы экспериментальных методов ядерной физики - Абрамов А.И.

Абрамов А.И. , Казанский Ю.А., Матусевич Е.С. Основы экспериментальных методов ядерной физики — М.: Атомиздат , 1977. — 528 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviexperementalnihmetodovyader1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 232 >> Следующая


Энергии протонов, появляющихся при фоторасщеплении дейто-нов, слабо зависят от угла их вылета. Различие в энергиях протонов, движущихся под 0 и 180° относительно направления движения Y-кванта, мало: максимальный разброс составляет около (Iiv)2I (4 M0C2) (в знаменателе Md ¦— масса дейтрона).

§ 2.5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕЙТРОНОВ С ВЕЩЕСТВОМ

При прохождении нейтронов в среде их взаимодействия с ядрами происходят В OCHOEнем за счет действия ядерных сил*. Сечения взаимодействия нейтронов с ядрами являются сложной функцией энергии нейтрона, а в определенных областях энергий значительно отличаются для различных элементов и даже изотопов одного элемента. При изменении энергии нейтронов происходят не только изменения сечений взаимодействия, но и существенные изменения в отношениях между различными видами взаимодействий. Нейтроны принято довольно условно разделять на следукщке энергетические группы.

JJuan-аёмиесые нейтроны — нейтроны с энергией менее зффектив-ной граничной энергии кадмия (около 0,4 эв). Эти нейтроны в при-тяженных средах с малой вероятностью поглощения обычно находятся в термодинамическом равновесии с атомами окружающей среды и их распределение по энергиям можно описать максвелл овским-Промежуточные нейтроны — нейтроны с энергией в интервале от 0,4 эв до 200 кэв. Эта Область энергий характеризуется резонансным характером сечения взаимодействия нейтронов с ядрами. Быстрые нейтроны — нейтроны с энергией от 200 кэв до 20 Мзв. '!Наконец, нейтроны с энергией выше 20 Мэв называют сверхбыстрыми нейтро-. нами,,

—'Взаимодействие нейтронов с ядрами определяется нейтронным

течением, которое интерпретируется как эффективная площадь яд----

* Нейтроны взаимодействуют и с электронами, однако сечения взаимодействия нейтронов с электронами в миллионы раз меньше, чем сечения взаимодействия нейтронов с ядрами.

51 pa. За единицу сечения принимают площадь IO-24 сж2 и называют ее барн. Тысячную и миллионную доли барна называют соответственно миллибарн (мбарн) и микробарн (мкбарн). Если известно сечение взаимодействия нейтронов с ядрами ст, известна плотность потока нейтронов Ф и число ядер в этом потоке N0, то легко подсчитать число взаимодействий в единицу времени CDctAV Такой расчет справедлив в предположении, что N0 настолько мало, чтобы не изменять заметно поток нейтронов.

Сечение взаимодействия нейтронов с ядрами часто выражают в единицах см"1 и называют макроскопическим сечением 2. Очевидно, что 2 = an, где п — число ядер в 1 см3. Вероятность взаимодействия нейтрона на толщине t определяется произведением (при условии hi 1). Вероятность нейтрону пройти слой вещества t без взаимодействия равна ехр (—ht). Соответственно вероятность того, что нейтрон хотя бы один раз провзаимодействует с ядром на пути t, есть [1 — ехр (—2^)1. Как и для у-квантов, для нейтронов вводят среднюю длину свободного пробега между соударениями, равную 1/2.

Все виды взаимодействия нейтронов с ядрами можно разделить на следующие: упругое рассеяние нейтронов ядрами (п, п), неупругое рассеяние (п, п'), ядерные реакции (п, х), деление

.ядер ...................і

~ Полное сечение взаимодействия 0( является суммой парциальных сечений упругого 0е1 и неупругого ff in рассеяний, ядерных реакций 0Ж, деления 0у. Полное сечение взаимодействия быстрых нейтронов с ядрами составляет примерно 2nR2, где R — радиус ядра. Для тяжелых ядер это около 6 барн.В области тепловых и промежуточных нейтронов полные сечения могут достигать в резонансах очень больших сечений, по порядку величины равных А,2, где X — длина волны нейтрона.

Ниже рассмотрим характеристики тех взаимодействий нейтронов с ядрами, которые можно использовать для их регистрации. Для этого удобны взаимодействия, в результате которых появляются заряженные частицы или ядра отдачи, энергия последних связана с энергией падающего нейтрона. Представляют интерес и такие взаимодействия, в результате которых образуются нестабильные ядра (например, ?-активные).

Упругое рассеяние нейтронов. При упругом рассеянии кинетическая энергия нейтрона перераспределяется между нейтроном и ядром. Ядро при этом не возбуждается. Будем считать, что ядро до столкновения с нейтроном покоилось. Кинетическую энергию ядра отдачи Ea с массой Ma, образующегося при упругом рассеянии нейтрона с энергией En, можно получить из законов сохранения энергии и импульса.

Пусть в лабораторной системе координат после упругого рассеяния нейтрон движется под углом 0, а ядро отдачи — под углом ср относительно первоначального направления нейтрона. Тогда в не-

52 релятивистском случае из закона сохранения импульса следует (рис. 2.8):

(Pn)2 = (Paf jt (Pa)2 -— 2рпра cos ф. (2.46)

Учитывая, что (pnf = = 2тпЕп, и заменяя в (2.46) En = En — Ea (закон сохранения энергии), получаем

Ea = aEn cos2<p, (2.47)

(En и En — энергия нейтрона до и после рассеяния; а = 4 тпМА!(тп+МА)2х на 4А/(1 + Af *).

Аналогичным образом можно получить еще два полезных соотношения, связывающих величины En, Е'п и 6, а также 6 и ср:
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 232 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed