Теория атомных столкновений - Мотт Н.
Скачать (прямая ссылка):
подтвердило предположение о виртуальном характере ^-уровня дейтрона. В
настоящее время мы еще не располагаем достаточно надежными данными, чтобы
судить о радиусе взаимодействия в ^-состоянии1).
Аналогичные вычисления могут быть произведены также и для D2 [87]; они
представляют, однако, меньший интерес.
Фиг. 68 иллюстрирует зависимость сечений Ds для отношения орто- и na/ш-
состояний в случае столкновений с нейтронами при температуре 20° К от
отношения a3y2/ai/2 амплитуд для квадрупольного и дипольного рассеяний
нейтронов дейтронами. Даже в том случае, когда опыты проводятся с
необходимой точностью, отношение между амплитудами не может быть
определено однозначно; однако совпадение или противоположность знаков
амплитуд может быть установлена.
Интерференционные эффекты. Знак амплитуды рассеяния. Уже при анализе
вопроса о рассеянии нейтронов в молекулярном водороде ясно, что на
интерференционные эффекты, связанные с когерентным рассеянием нейтронов
ядрами, должна оказывать существенное влияние зависимость ядерных сил от
спина, а также знак амплитуды рассеяния а.
Возвращаясь к псевдопотенциалу (13.69), легко убедиться в том, что, в то
время как полное рассеяние зависит от
a2 + sa2 1(2s+l)~i, (13.82)
S + 2 S_2-l
Фиг. 68. Отношение Q0pmJQmpa сечений рассеяния нейтронов орто- и пара-
дейтерием как функция отношения аз/2/"1/2 амплитуд квадрупольного и
дипольного рассеяния нейтронов дейтронами. Температура гааа и энергия
нейтрона принята такой, как в случае фиг. 67.
*) См , однако, [86].
390
ГЛ. XIII. ЯДЕРНЫЕ СТОЛКНОВЕНИЯ
интерференционные эффекты определяются выражением вида
и в результате взаимной компенсации могут стать ничтожно малыми.
Ферми и Маршалл [88] провели ряд опытов для определения относительных
знаков амплитуд рассеяния или "длин рассеяния" для различных ядер,
используя при этом некоторые интерференционные явления. При брегговском
рассеянии медленных нейтронов кристаллами, содержащими по крайней мере
два сорта атомов, относительная интенсивность рассеяния различного
порядка и от различных кристаллографических плоскостей зависит от
соотношения между фазами волн, рассеянных различными атомами, и,
следовательно, от относительных знаков "длин рассеяния". Изучая такого
рода эффекты в случае гидридов, можно определить дальность взаимодействия
нейтрона с протоном в ^-состоянии [89].
Аналогичным образом, сечение для рассеяния молекулами нейтронов, длины
волн которых порядка атомных рассеяний или больше, зависит от
относительного знака длин рассеяния, отвечающих каждому из ядер. Если
предположить, что масса нейтрона мала по сравнению с массами
рассматриваемых атомов, то эти эффекты могут трактоваться таким же путем,
как и отклонение рентгеновых лучей молекулами.
Третий метод основан на определении угла полного внутреннего отражения
нейтронов от веществ, обладающих положительными значениями длин рассеяния
(тот же знак, что и в случае ^-рассеяния нейтронов протонами, при котором
изменение фазы в результате рассеяния равно ir). Для таких веществ
коэффициент преломления меньше единицы и определяется выражением
где X-длина волны, а N-число атомов в 1 см3.
Установлено, что большинство ядер обладает положительным значением длины
рассеяния, исключение представляет водород (для ^-рассеяния) и один или
несколько изотопов лития и марганца.
Вопрос о рассеянии медленных нейтронов кристаллами был подробно
исследован рядом авторов [90]. Техника этих исследований аналогична той,
которая используется при соответствующих опытах с рентгеновыми лучами, и
мы не будем поэтому подробно на ней останавливаться. Интересно отметить,
однако, что при исследовании этих вопросов метод псевдопотенциала может
быть распространен также и на случай поглощения нейтронов. При этом длину
рассеяния а следует трактовать как комплексную
(13.83)
1 - X2JVa
§ 4. МАГНИТНОЕ РАССЕЯНИЕ МЕДЛЕННЫХ НЕЙТРОНОВ
391
величину. Если Qs и Qa-соответственно сечения для рассеяния и поглощения,
то
--± [&-(§)']¦'¦ + #- (13.84)
где к-волновЬе число нейтрона1).
§ 4. Магнитное рассеяние медленных нейтронов [91]
Рассмотрим теперь эффекты, обусловленные взаимодействием между магнитным
моментом нейтрона и спинами атомных электронов. Исследование этих
эффектов имеет существенное значение, так как с ними связана возможность
получения частично поляризованных пучков нейтронов. Используя эти пучки и
радиочастотную технику, оказалось возможным с большой точностью
определить магнитный момент нейтрона [92]. Возможно также, что изучение
рассеяния нейтронов ферромагнитными материалами позволит получить
полезные сведения о внутреннем строении последних.
Рассеяние нейтронов атомами с учетом магнитных эффектов может быть
рассмотрено в приближении Борна, если к соответствующему псевдопотенциалу
добавить член, характеризующий магнитное взаимодействие.
Энергия взаимодействия электрона, обладающего координатой г, с магнитным
полем, характеризуемым вектор-потенциалом А, равна -еа-А(г), где а -
