ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Взаимодействие нейтронов с веществом из "Введение в ядерную физику " Правда, эта величина существенно больше, чем сечение взаимодействия быстрого нейтрона с ядрами (- 10 2 см ), однако если учесть, что в процессе взаимодействия с электроном нейтрон теряет лишь ничтожную часть своей энергии (- 10 эв), тогда как при ядерном столкновении может потерять значительную ее долю (при лобовом столкновении с протоном — всю), то становится ясно малая роль ионизационных потерь при движении нейтрона в среде. [c.239] Эффект от взаимодействия магнитных моментов нейтрона и электрона становится заметным только тогда, когда магнитные моменты всех электронов ориентированы одинаковым образом (в ферромагнетиках). В этом случае взаимодействие магнитных моментов нейтрона и электронов приводит к макроскопическому эффекту дополнительного рассеяния, изучение которого позволяет оценить магнитный момент нейтрона (см., 4, п. 5). [c.239] Кроме магнитного взаимодействия нейтрона с электроном, должно также наблюдаться их электрическое взаимодействие. В п. 6, 4 было отмечено, что наличие у нейтрона магнитного момента можно понять, если предположить, что часть времени своего существования нейтрон состоит из двух частиц с разноименными электрическими зарядами. В связи с этим нейтрон должен обладать распределенным электрическим зарядом, который и будет взаимодействовать с зарядом электрона. Однако это взаимодействие еще более слабое, чем магнитное . [c.239] Относительная роль каждого процесса определяется величиной соответствующих сечений. В некоторых веществах, для которых роль упругого рассеяния относительно высока, быстрый нейтрон теряет свою энергию в серии последовательных актов упругого соударения с ядрами вещества (замедление нейтронов). Процесс замедления продолжается до тех пор, пока кинетическая энергия нейтрона не сравняется с энергией теплового движения атомов замедляющего вещества (замедлителя). Такие нейтроны называются тепловыми. Дальнейшие столкновения тепловых нейтронов с атомами замедлителя практически не изменяют энергии нейтронов и приводят только к перемещению их в веществе (диффузия тепловых нейтронов), которое продолжается до тех пор, пока нейтрон не поглотится ядром. [c.240] Вопросы взаимодействия быстрых и медленных нейтронов со средой чрезвычайно важны при рассмотрении различных задач нейтронной физики и, в частности, для конструирования ядер-ных реакторов. Некоторые из этих вопросов, например замедление быстрых нейтронов, было бы уместно рассмотреть в настоящей главе на основе импульсной диаграммы. Однако тесная взаимосвязь всех перечисленных выше процессов взаимодействия нейтронов со средой требует их совместного рассмотрения (см. гл. VI). [c.240] Если не считать ядерных реакций под действием у учей (ядерного фотоэффекта), которые будут рассмотрены в гл. XI, то основными видами взаимодействия -лучей с веществом являются фотоэффект, эффект Комптона и образование электрон-но-позитронных пар. [c.240] Освободившееся в результате фотоэффекта место на электронной оболочке заполняется электронами с вышерасположен-ных оболочек. Этот процесс сопровождается испусканием рентгеновского излучения или испусканием электронов Оже (непосредственная передача энергии возбуждения атома электрону этого же атома — процесс, аналогичный явлению внутренней конверсии, рассмотренной в 11). [c.241] Это уравнение удовлетворяется при двух значениях р р = 0 и 1. [c.241] Первое из них соответствует тривиальному решению = Те = = О, а второе не имеет физического смысла для частиц с т Ф 0. [c.241] Таким образом, для фотоэффекта весьма существенна связь электрона с атомом, которому передается часть импульса фотона. Фотоэффект возможен только на связанном электроне. Чем меньше связь электрона с атомом по сравнению с энергией фотона, тем менее вероятен фотоэффект. Это обстоятельство определяет все основные свойства фотоэффекта ход сечения с энергией, соотношение вероятностей фотоэффекта на разных электронных оболочках и зависимость сечения от заряда среды. [c.241] Вероятность фотоэффекта очень резко зависит от заряда Z атома, на котором происходит фотоэффект Стфот -Z . Это объясняется опять-таки различной связанностью электронов. В легких элементах (при малых Z) электроны связаны кулонов-скими силами ядра относительно слабее, чем в тяжелых. [c.242] Экспериментальная проверка первого соотношения подтвердила этот результат. Поэтому при вычислении полного сечения фотоэффекта перед формулой (23.5) ставят коэффициент U. [c.243] Из формулы для дифференциального сечения, которую мы не приводим из-за ее сложности, следует, что электроны, освобождающиеся при фотоэффекте, распределены симметрично (по закону os ф) относительно направления электрического вектора Е падающей электромагнитной волны (рис. 82, а). Для неполяризованного излучения (или при круговой поляризации) это приводит к такому угловому распределению, которое пол -чается вращением рис. 82, а вокруг направления распространения фотонов (пунктирная кривая на рисунке). Из рисунка видно, что электроны могут иметь отрицательную величину проекции импульса на направление распространения фотонов. Очевидно, что это не противоречит закону сохранения импульса, так как фотоэффект идет на электроне, связанном с атомом, который уносит дополнительный импульс. [c.243] Вернуться к основной статье