Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бабичев А.Н. -> "Физические величины" -> 552

Физические величины - Бабичев А.Н.

Бабичев А.Н., Бабушкина Н.А. Физические величины — M.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 c.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка): fizicheskievelechini1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 546 547 548 549 550 551 < 552 > 553 554 555 556 557 558 .. 561 >> Следующая


Полный результат взаимодействия может быть представлен как сумма эффектов упругого рассеяния и неупругих взаимодействий либо как сумма упругого и ие-упругого эффектов рассеяния и эффекта поглощения нейтронов. Неупругое взаимодействие включает в себя неупругое рассеяние и поглощение нейтронов. Приведем символическую запись (рис. 41.3): полное сечеиие GtOt = Gn,п+ Ox=Os+OabB; сечение рассеяния сг8 = аи,п+сгл!

сечение неупругих взаимодействий 0Х = 0П,„'+(Talis,; сечение поглощения Oabs =On,f + On,2n + On,3n-t- Оп,пр + +0/1,7 "Ь °П,Р -J- 0/1,а...>

IlOI сечеиие процессов, приводящих к испусканию нейтронов, Ocm=On,„' + 2 On,in+ 3<Tn,3«+V<Tn, f+(Tn,«p + ...;

сечение процессов, связанных с образованием нейтронов, Op - ап,„ + <Пкт.

Здесь Оп,х и ап,п' — сечения упругого и неупругого рассеяния нейтронов; о„,?„ и ап,3п — сечения реакций (п, 2п), (п, 3п); Gn,t — сечение деления; tjn.ir—сечение радиационного захвата; Gnj,, л,а, оп,і, оп,пр,...— сечения реакций (и, р, (п, d), (п, а), (п, пр), ... соответственно; v —средний выход нейтронов при делении.

41.4. МЕХАНИЗМ ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ С УЧАСТИЕМ НЕЙТРОНОВ

Ядерные реакции, происходящие при столкновении нейтронов с ядрами, характеризуются большим разнообразием и зависят от индивидуальных особенностей сталкивающихся частиц и энергии их относительного движения. Всю совокупность ядерных реакций условно можно разделить на две группы: реакции с образованием составного ядра и прямые ядерные реакции. Система, образующаяся из поглощенного нейтрона и ядра мишени и находящаяся в сильно возбужденном состоянии, называется составным ядром. Время жизии составного ядра составляет около IO-'7 с, а энергия возбуждения равна сумме кинетической энергии и энергии связи поглощенного нейтрона. Энергия возбуждения составного ядра распределяется среди большого числа степеней свободы.

Согласно современным представлениям о ядерных реакциях считается, что процесс протекает в две стадии: образование составного ядра и распад составного ядра на продукты реакции, т. е.

время как потенциальное рассеяние — поверхностью ядра. В этой области энергий наиболее существенны процессы с упругим рассеянием и радиационным захватом нейтронов. Другие процессы либо запрещены энергетически, либо характеризуются малой вероятностью. Неупругое рассеяние невозможно, если энергия падающего нейтрона меньше энергии возбуждения ядра (для ядер со средними массовыми числами энергии возбуждения, как правило, превосходит несколько десятков мегаэлектронвольт) Реакции (п, р), (п, а) и другие маловероятны из-за наличия кулоновского барьера, который препятствует испусканию заряженных частиц с малой эиер-

При взаимодействии нейтронов тепловых и резонансных энергий с ядрами тяжелых нуклидов наиболее существенны упругое рассеяние и радиационный захват, для некоторых тяжелых нуклидов — деление. Если энергия нейтронов выше 1 МэВ, то возможными становятся другие ядерные реакции, такие как неупругое рассеяние, реакции с испусканием заряженных частиц

Процесс упругого рассеяния нейтрона представляется состоящим из двух частей; чисто резонанспого с обра-юванием составного ядра и потенциального рассеяния, при котором нейтрон не проникает в ядро, а отражается от его поверхности. Резонансное и потенциальное рассеяния когерентны и интерферируют. Согласно формуле Брейта — Вигнера для упругого рассеяния

і (E) = ^X2

(E-Er )Ч-(Г/2)2

+ 4 л о2 + 4иХГ па

(E-Er )«+ (Г/2)2

: + Х -*¦ С -*- Y+ 6»

где С — составное ядро, образующееся в промежуточной стадии. Распад составного ядра зависит от энергии, момента количества движения и четности и не зависит от способа образования составного ядра

Однако возможен процесс, когда нейтрон, сталкиваясь с отдельным нуклоном ядра-мишени, с большой вероятностью покидает ядро без взаимодействия с другими нуклонами. Такой процесс называется прямой реакцией. В отличие от ядерной реакции с образованием составного ядра, когда возбуждается большое число степеней свободы, в прямой ядерной реакции возбуждается немного степеней свободы. При энергиях налетающих нейтронов меньше 20 МэВ вероятность этого процесса мала.

Реализуются также ядерные реакции, носящие промежуточный характер между прямыми реакциями и реакциями с образованием составного ядра. Ядро может распасться и до того момента, когда энергия, вносимая захваченной частицей, распределяется между всеми нуклонами ядра (предравиовесный распад).

Распад составного ядра может происходить несколькими способами: с испусканием нейтрона той же энергии, что и поглощенная (упругое или резонансное рассеяние); с испусканием одного или нескольких у-кван-тов (радиационный захват); с испусканием заряженных частиц или нейтронов в случае достаточно больших энергий возбуждения.

Отличительной особенностью ядерных реакций с образованием составного ядра при малых энергиях нейтронов (менее 1 МэВ) является наличие резонансов в энергетической зависимости сечений. Резонансное рассеяние обусловлено внутренней областью ядра, в то

где % — приведенная длина волны де Бройля (Х=Х/2п) ; Г и Г„ - полная и нейтронная ширины резонансов (Г = Г„+Г к — ширина уровня, которая складывается из парциальных ширин: Г„ — нейтронной ширины и Г т — радиационной ширины; отношения Г„/Г и гт /Г— вероятности упругого рассеяния с образованием составного ядра и радиационного захвата соответственно; ширины резонансов берутся на половине высоты сечения в резонансе и выражаются в энергетических единицах); Er — энергия резонанса; а — эффективный радиус ядра. Первое слагаемое соответствует резонансному рассеянию, второе — потенциальному рассеянию, третье — интерференции процессов потенциального и резонансного рассеяния. Видно, что при ЕК>Е интерференционный член в формуле принимает отрицательное значение, что соответствует уменьшению сечения вслед ствие интерференции [9, 12].
Предыдущая << 1 .. 546 547 548 549 550 551 < 552 > 553 554 555 556 557 558 .. 561 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed