Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрамов А.И. -> "Основы экспериментальных методов ядерной физики" -> 29

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 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 232 >> Следующая


л*

67 Спектр нейтронов такого источника практически совпадает со спектром нейтронов Po — а — Ве-источника. Число у-квантов с энергией 4,45 Мэв, испускаемых на один нейтрон, такое же, как и у полониевого источника; кроме того, на один нейтрон испускается около трех у-квантов меньшей энергии. Спектр нейтронов Pu — — а — Ве-источника приведен на рис. 3.1. Заметны максимумы, обусловленные тем, что остаточное ядро 12C может оставаться в основном и возбужденном состояниях.

Рис. 3.1. Энергетическое распределение нейтронов, которые испускаются из источников, изготовленных из смеси Be и 239Pu и смеси В и 239Pu

Хотя уровни ядра 12C отстоят друг от друга достаточно далеко (первый при энергии 4,43 Мэв, а второй при энергии 7,6 Мэв), спектр нейтронов сплошной, что объясняется двумя причинами: 1) остаточному ядру в реакции можно передать разную кинетическую энергию в зависимости от угла вылета нейтрона относительно движения а-частицы и 2) а-частицы, вступающие в реакцию, имеют разные энергии в зависимости от расстояния, которое они прошли от места возникновения до точки, где произошла реакция. Спектр нейтронов источника Ra — а — Be весьма похож на спектр источника с 239Pu,

68 хотя в первом случае некоторое количество нейтронов малых энергий испускается в (у, п)-реакции, а максимальная энергия нейтронов несколько больше, так как один из продуктов распада радия испускает а-частицы с энергией 7,7 мэв.

Кроме Be для получения нейтронов применяют и другие легкие элементы, например В. На обоих стабильных изотопах 10B и 11B идут (а, я)-реакции, причем реакция на 11B дает большую часть нейтронов в естественной смеси изотопов В. Спектр нейтронов имеет менее сложную форму, чем спектр нейтронов из реакции с Be (см. рис. 3.1), а выход несколько меньше.

Гамма-излучение, сопровождающее ?-распад ядер, можно использовать для получения нейтронов в (7, п)-реакции, облучая только два ядра: Be и D, энергии связи нейтрона в которых равны соответственно 1,67 и 2,23 Мэв. У остальных ядер энергия связи нейтронов больше 6 Мэв, а ?-источников, распад которых сопровождался у-квантами с такой энергией, не существует.

В (у, я)-реакции на Be и D энергия вылетевшего нейтрона однозначно задается энергией реакции, энергией у-кванта и углом между направлением вылетевшего нейтрона и у-кванта. Энергия нейтрона En связана с энергией у-кванта Ev очевидным образом:

En = Ev — Bn — Eя 0, (3.4)

где Bn — энергия связи нейтрона; Ея ь — энергия ядра отдачи. Из-за малого импульса у-кванта энергия нейтрона не сильно зависит от его угла вылета. Так, при Ey = 2,76 Мэв в реакции на D нейтроны испускаются в интервале (265+33) кэв, а на Be — (969+ +5) кэв.

При изготовлении фотонейтронных источников в сферу из Be или D2O помещают источник у-излучения. Чтобы получить заметное число нейтронов, толщину сферы нельзя делать очень малой, и, следовательно, энергия нейтронов из такого источника описывается некоторым распределением, форма которого определяется, во-пер-вых, тем, что угол вылета нейтрона не фиксирован относительно направления у-кванта, во-вторых, рассеянием у-квантов в самом источнике и изменением их энергии и, в-третьих, рассеянием нейтронов в источнике. Число нейтронов с энергией, меньше основной, зависит от размеров источника и составляет несколько процентов от полного числа. С фотонейтронными источниками можно получать почти моноэнергетические нейтроны с энергиями от десятка килоэлектронвольт до 1 Мэв. Существенный недостаток таких источников большой у-фон. Даже в лучшем случае число у-квантов, выходящих из источника, больше чем в IO3 раз превышает число нейтронов.

Появление в последнее время в заметных количествах спонтанно делящихся трансурановых элементов позволяет изготовлять стандартные источники нейтронов с известной абсолютной активностью.

Особенно удобен изотоп 252Cf, период а-распада которого 2,55 года. Нейтронная активность равна 2,5-IO6 нейтрон![сек¦ мкг), что позволяет изготовлять практически невесомые и точечные источ-

69 ники. Абсолютное значение нейтронной активности можно определить достаточно точно подсчетом числа делений в таком источнике, поскольку среднее число мгновенных нейтронов на деление, равное 3,78, известно с погрешностью около 1%. Абсолютный счет числа делений осуществляется много проще, чем определение абсолютного числа нейтронов. Спектр нейтронов соответствует спектру деления и хорошо аппроксимируется выражением типа (3.5) с несколько меньшим значением постоянной в показателе экспоненты (0,71 вместо 0,776). На каждый акт спонтанного деления приходится в среднем 31 а-частица и около 10 у-квантов.

Ядерный реактор как источник нейтронов. Широкое использование реактора как источника нейтронов для экспериментов по ядерной физике объясняется его огромной мощностью. Через поверхность активной зоны мощного реактора проходит до IO17 — IO18 нейтрон/сек, что на много порядков больше, чем мощность любого нейтронного источника, за исключением атомной бомбы. Огромные потоки нейтронов у активной зоны позволяют создавать хорошо коллимированные (с углом расходимости 1—5°) пучки нейтронов с интенсивностью до IO10 нейтрон/сек. Интервал энергий, которыми могут обладать нейтроны в таком пучке, чрезвычайно широк: от холодных нейтронов с энергиями меньше 10~3 эв до быстрых с энергиями до 20 Мэв. Энергетическое распределение нейтронов в пучке можно описать (за исключением нескольких специальных случаев) плавной функцией.
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 232 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed