Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гольдин Л.Л. -> "Квантовая физика. Водный курс" -> 153

Квантовая физика. Водный курс - Гольдин Л.Л.

Гольдин Л.Л., Новиков Г.И. Квантовая физика. Водный курс — М.: Институт компьютерных исследований, 2002. — 496 c.
Скачать (прямая ссылка): kvantovayafizikavvodniykurs2002.pdf
Предыдущая << 1 .. 147 148 149 150 151 152 < 153 > 154 155 156 157 158 159 .. 190 >> Следующая

г2
-----------?--------О- (15-14)
(Тп - т0г)2 + (г/2)2
Если известны энергия уровня и характеристики уровней составного ядра Г,
Гп и Г7, то по формулам (15.13) и (15.14) можно вычислить эффективные
сечения реакций (nj) и (пп) как в резонансах, так и вблизи резонансов1.
Анализ формулы (15.13) приводит к выводу, что при условии Тп <С Tbi, т.
е. при энергиях, меньших резонансной (в этом случае (Тп - Тщ)2 " const, Г
= Гп + Г7 " Г7), сечения сгп1 ~ Гп ~ 1/Т1/2 ^ 1/и ("закон 1/и"). Области,
где этот закон проявляется, хорошо видны на рис. 162 и 167.
1~В формулы (15.12), (15.13) и (15.14) входит также множитель,
учитывающий спины исходного и составного ядра. Мы не учли его, т. к. этот
множитель не слишком сильно отличается от единицы, не влияет на форму
резонансов.
= 7Г^
ггп гп 2
(т"-тш)2 + (г/2)2 '1г_7Г
§77. Теория составного ядра
401
10
10"
к
Он 2
л 10
10
п + 4oCd
ю 3 ю 2 10 1 1 ю ю2 ю3 ю4 ю5 ю6 ю7
Энергия нейтронов, эВ
Рис. 167. Сечения реакции (п^у) при взаимодействии нейтронов с ест. 4sCd.
С ростом энергии частиц, вступающих в реакцию, увеличивается и энергия
возбуждения составного ядра; уровни энергии при этом сгущаются, уширяются
и, наконец, сливаются. Эффективные сечения при взаимодействии нейтронов с
Тп > 1 МэВ, как правило, уже не имеют резонансов и изменяются с
изменением энергии достаточно плавно; сечение образования составного ядра
при этом равно ас " (ДЯд+^)2 -> тг^яд-(Ранее мы уже подсчитывали, что
7гД2д не превышает нескольких барн.) При достаточно большой энергии
составного ядра становится возможным вылет из него заряженных частиц, в
первую очередь - протонов. Становится возможной реакция неупругого
рассеяния нейтронов (пп'), когда в результате реакции ядро остается на
одном из его нижних уровней. При Тп > 10 МэВ возможна и реакция (п, 2п).
Таким образом, полное эффективное сечение реакций, идущих с образованием
составного ядра, при Тп > 10 МэВ складывается из сгпп, сгпп>, сгпр, сгп1
и др. На долю каждого из этих сечений приходится только часть сечения
образования составного ядра и каждое из них, как правило, не превышает
нескольких миллибарн. Исключение составляет реакция (пп). Реакция
упругого рассеяния может идти прямым путем (подобно кулоновскому
рассеянию заряженных частиц), без образования составного ядра. Этот
процесс называется потенциальным рассеянием нейтронов. При небольших Тп =
AirRl , а при Тп -> 10 Мэв = 7г(^ +
-Яяд)2
тгД2д и at
2тгД2д.
В качестве еще одного примера реакции, идущих под действием медленных
нейтронов, рассмотрим реакцию радиационного захвата ней-
402
Глава 15
тронов ядрами изотопа кадмия 4g3Cd:
п + 483Cd ^4g4 Cd* ^4g4 Cd + 7.
В сечении этой реакции при Тп = То = 0,176 эВ наблюдается резонанс с
параметрами: сг°7 " 60000 барн, Г = 0,115 эВ. При энергиях Тп > Т0
сечение довольно быстро падает с ростом Тп, а в области Тп < То, как и
предсказывает теория, оно меняется пропорционально 1/v и для тепловых
нейтронов сг^7 " 20000 барн. В естественном кадмии содержание изотопа
4g3Cd составляет всего 12,3%, но и для естественного кадмия сечение
радиационного захвата для "тепловых" нейтронов, т. е. нейтронов с Тп "
0,025 эВ (происхождение этой цифры будет объяснено ниже), оказывается
достаточно большим: cr^fgCd) " 20000-0,123 " 2500 барн (рис. 167).
Поэтому кадмий является удобным защитным материалом от медленных
нейтронов (при Тп < 0,5 эВ) и широко используется при работе с
нейтронами, в том числе и на атомных реакторах. Если необходимо
защищаться от более быстрых ("закадмиевых") нейтронов, то защитное
устройство должно содержать довольно толстый слой "замедлителя" -
вещества, содержащего легкие ядра (вода, графит и т.д.). При
взаимодействии нейтронов с такими ядрами преобладает реакция упругого
рассеяния, и нейтроны при каждом рассеянии передают ядрам заметную часть
своей энергии. Замедлившиеся нейтроны затем хорошо поглощаются тонким
слоем кадмия (или другого вещества, тоже хорошо поглощающего медленные
нейтроны, например, бора).
В ядерных реакциях типа (717) получаются изотопы, ядра которых содержат
один лишний нейтрон по сравнению с ядрами изотопов, содержащихся в
мишени. Такие изотопы часто оказываются -активными, и некоторые из них
имеют практическое применение. Реакция (717) удобна для получения
искусственных радиоактивных изотопов, т. к. мишень, содержащую исходные
ядра, можно просто помещать на некоторое время внутрь ядерного реактора.
Например, при помещении в "нейтронный" канал реактора мишени из золота
(З^Аи - 100%) в ней под действием нейтронов происходит реакция:
797Au + п ^808 Au* ^798 Аи + 7.
В этой реакции в зависимости сгп1 от Тп наблюдается резонанс при То = =
4,9 эВ с сечением в резонансе сг^7 " 3000 барн; при Тп < То сечение
подчиняется закону \ jv, и для тепловых нейтронов оказывается довольно
большим (~ 100 барн). Изотоп 798Аи, получающийся в этой реакции, является
-активным изотопом с периодом полураспада Ti/2 = 2,7 дня.
Предыдущая << 1 .. 147 148 149 150 151 152 < 153 > 154 155 156 157 158 159 .. 190 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed