Нуклон

Энергия за вычетом этих слагаемых называется внутренней энергией (U). Она сосредоточена в массе вещества и в электромагнитном излучении, т. е. это сумма энергии излучения, кинетической энергии движения составляющих вещество микрочастиц, потенциальной энергии из взаимодействия и энергии, эквивалентной массе покоя всех этих частиц согласно уравнению Эйнштейна. При термодинамическом анализе ограничиваются каким-либо определенным уровнем энергии и определенными частицами, не затрагивая более глубоко лежащих уровней. Для химических процессов, например, несущественна энергия взаимодействия нуклонов в ядрах атомов химических элементов, поскольку она остается неизменной при химических реакциях. В роли компонентов системы в этом случае могут, как правило, выступать атомы химических элементов. Но при ядерных реакциях компонентами уже должны быть элементарные частицы. Внутренняя энергия таких неизменных в пределах рассматриваемого явления структурных единиц вещества принимается за условный уровень отсчета энергии и входит как константа в термодинамические соотношения. [c.41]

Характеристики ускорителей протонов на высокие энергии как источников излучений можно получить, если известны законы взаимодействия протонов высоких энергий с атомами материалов мишени. Это требуется и для расчетов защиты. Процессы взаимодействия нуклонов высоких энергий весьма специфичны, поэтому мы и рассмотрим их прежде, чем приступить к рассмотрению вопросов защиты ускорителей протонов высоких энергий. [c.239]

Взаимодействие нуклонов высоких энергий с веществом [c.240]

Упругое взаимодействие — взаимодействие между нуклоном и ядром атома мишени, не приводящее к появлению иных, кроме взаимодействующих, частиц. При больших энергиях упругое взаимодействие можно рассматривать как дифракцию на полупрозрачном ядре. Упругое рассеяние практически не приводит к изменению энергии и направления движения первичного нуклона. При упругом рассеянии на одно взаимодействие нуклон теряет лишь 3—5% начальной энергии (данные для = 660 Мэе и углерода). В дальнейшем при расчетах прохождения нуклонов высоких энергий через защитные среды упругое взаимодействие учитываться не будет. [c.240]

Неупругие взаимодействия — это внутриядерные взаимодействия с нуклонами ядра. В результате этого взаимодействия из ядра могут вылетать нуклоны большой энергии, а-частицы и более тяжелые ядра, а если энергия взаимодействующего нуклона больше порогового значения, из ядра вылетают также мезоны. Ядро, испустив некоторое число частиц, оказывается в возбужденном состоянии. Снятие возбуждения и переход ядра в основное состояние сопровождаются испусканием частиц и у-квантов. [c.240]

В процессе каскадных взаимодействий часть нуклонов ядра получает энергию, которой недостаточно для вылета из ядра. Поэтому после окончания каскадной стадии процесса ядро оказывается в возбужденном состоянии. За время примерно 10 сек возбуждение ядра снимается испусканием вторичных частиц и квантов. Эта стадия процесса взаимодействия называется испарительной. [c.242]

Таким образом, процесс неупругого взаимодействия нуклонов высоких энергий с ядрами можно рассматривать состоящим из двух стадий каскадной и испарительной. [c.242]

В расчетах защиты -практическое значение имеет только неупругое сечение, которое характеризует выбывание нуклона из пучка в результате неупругого взаимодействия. [c.242]

Неупругие сечения взаимодействия нуклонов и пионов с ядрами изучали многие авторы (например, [12]). На основании анализа полученных результатов можно сделать следующие выводы. [c.242]

ГИЙ нуклонов 2о Гэв. Есть основания считать сечения постоянными и в области больших энергий (табл. 15.5). Иа таблицы видно, что сечение неупругого взаимодействия нуклона [c.243]

Средние значения неупругих сечений взаимодействия нуклонов с ядрами свинца для различных энергетических интервалов [c.243]

Сравнение неупругих нуклон-ядерных и геометрических сечений [c.244]

Каскадная стадия процесса взаимодействия. Множественность. Каскадная стадия процесса взаимодействия первичной частицы с нуклонами ядра представляется последовательностью попарных случайных взаимодействий. Поэтому описание этой стадии процесса может быть проведено методами статистических испытаний (методом Монте-Карло), Расчеты требуют больших вычислений, однако использование ЭВМ позволяет проводить такие расчеты и получать результаты с достаточной точностью. Наиболее полные характеристики каскада, рассчитанные методом Монте-Карло, получены в работах [13—16]. Рассчитан [13, 14] каскад для ядер АР , Си , Ри °°, Се °, ВР , и энергий первичных протонов от 82 Мэе до 2 Гэв. Расчеты проведены при некоторых упрощающих предположениях [11]. Так, не учитывали диффузную границу ядра ядро рассматривали как однородную сферу радиусом = в качестве импульсного [c.245]

Под множественностью понимается число частиц сорта I (нуклоны, л-мезоны всех зарядовых состояний, /С-мезоны всех зарядовых состояний, античастицы и т. д.), образованных в каждом акте неупругого взаимодействия первичной частицы с отдельным ядром. Выход каскадных частиц зависит от энергии падающей частицы и вида ядра мишени. В табл. 15.8 представ- [c.245]

Из анализа результатов по выходу каскадных частиц можно заметить, что для низких энергий выход нуклонов с увеличением атомного номера элемента уменьшается. С повышением энергии выход нуклонов увеличивается при энергиях порядка 1 Гэе и более начинает увеличиваться выход и с повышением атомного номера ядра-мишени. С увеличением энергии и атомного номера ядра-мишени возрастает относительная часть нейтронов в общем выходе нуклонов. [c.246]

Внутриядерный каскад в тяжелых ядрах включает в себя большое число нуклонов, однако энергия, приходящаяся на долю каждой каскадной частицы, меньше, чем в легких ядрах. Поэтому сравнительно небольшое число нуклонов имеет возможность покинуть пределы ядра. С увеличением энергии первичного нуклона возрастает средняя энергия, приходящаяся на один каскадный нуклон в ядре, и тем самым облегчаются усло- [c.246]

ВИЯ выхода большего числа каскадных частиц из ядра. При достаточно больших энергиях первичной частицы основную роль уже играет общее число нуклонов, участвующих в развитии внутриядерного каскада, в связи с чем выход каскадных частиц при таких энергиях с увеличением атомного номера ядра-мише-ни возрастает. [c.247]

Значения коэффициентов в формуле для нуклонов [c.251]

Выражения (15.16) и (15.17) представляют собой двойные дифференциальные по углам и импульсам распределения числа вторичных частиц (нуклонов и я-мезонов) в единичный телесный угол в единичный интервал импульсов. Рассчитанные по этим соотношениям такие характеристики каскада, как множественность, поперечный импульс, коэффициент неупругости, хорошо согласуются с экспериментальными вплоть до энергии 30 Гэв, до которой проводились сравнения. [c.251]

Рис. 15.10. Спектрально-угловое распределение вторичных нуклонов, образованных во взаимодействии протонов с начальным импульсом Ро=10 й Гэв/с с ядром атома Ре,

ПРОХОЖДЕНИЕ НУКЛОНОВ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ ЧЕРЕЗ ЗАЩИТНЫЕ СРЕДЫ. [c.255]

В каждом отдельном акте неупругого взаимодействия в результате внутриядерного каскада образуется множество вторичных частиц (главным образом нуклоны и я-мезоны) с энергиями, достаточными, чтобы, в свою очередь, вызвать в последующем внутриядерный каскад. Таким образом, в защитной среде при падении на нее пучка частиц высоких энергий число неупругих взаимодействий возрастает, в результате чего развивается каскад. [c.255]

Существуют два подхода к изучению нуклон-мезонного каскада— экспериментальный и расчетный. [c.255]

Имеются трудности и в расчетных исследованиях. Расчет нуклон-мезонного каскада можно проводить решением систем кинетических уравнений или методом статистических испытаний (методом Монте-Карло). Для высоких энергий, когда развивается межъядерный каскад, функция распределения вторичных частиц может быть получена решением систем кинетических уравнений [22—24]. [c.256]

Сечение образования сильно взаимодействующих частиц в фотоядерных реакциях значительно меньше, чем в нуклон-ядер-ном и л -ядерном взаимодействиях. [c.257]

Из всего сказанного следует, что в диапазоне энергий 100 Мэе— 1000 Гэв формирование каскада обусловлено прежде всего сильным ядерным взаимодействием нуклонов и пионов. Из-за больших математических трудностей и отсутствия данных по внутриядерному каскаду задача о нуклон-мезонном каскаде, инициируемом в плотных средах протонами высоких энергий, в общем виде еще не решена. [c.257]

Последние, наиболее полные расчеты межъядерного каскада методом Монте-Карло приведены в работе [19]. Рассчитывался нуклон-мезонный каскад в Ре, инициированный точечным моно-направленным пучком протонов с начальными импульсами 10, 20, 30, 70, 200 и 300 Гэв с. Образованные вторичные частицы прослеживались до импульса 0,08 Гэв с. Полученные результаты нормированы на один падающий протон. Из образовавшихся вторичных частиц рассматривались протоны, нейтроны и [c.257]

Расчет нуклон-мезонного каскада предполагает получение функции распределения. В результате расчетов [19] получены функции распределения плотности нейтронных, протонных, пион-ных и суммарных (р + п + п) звезд и треков. Звезды характеризуют число неупругих взаимодействий, треки — число вторичных заряженных частиц, образованных в актах неупругого взаимодействия. Для определения плотности потока частиц необходимо полученное выражение плотности звезд умножить на коэффициент [c.257]

Из анализа полученных данных следует, что с увеличением г процентный вклад нейтронов (отнощение числа нейтронов к числу нуклонов и пионов) возрастает. На больших глубинах от 50 до 70% всех частиц составляют нейтроны (рис. 15.13). [c.259]

TOB защиты. Однако следует иметь в виду, что все расчеты, выполненные для изучения нуклон-мезонного каскада, основаны на использовании данных по внутриядерному каскаду, которые [c.260]

Галактическое космическое излучение (ГКИ) [1, 3, 16, 18] состоит из потоков протонов (около 85%), а-частиц (около 14%) и более тяжелых ядер (около 1%) с энергиями от 10 до 10 з эв. Средняя энергия частиц ГКИ около 1 Гэв. Поток заряженных частиц ГКИ в свободном пространстве в период максимума солнечной активности составляет около 2,5 частица см сек). В период минимума солнечной активности эта величина примерно вдвое больше. Энергетический спектр компонент ГКИ с энергией более 1 Гэв нуклон описывается степенной функцией с показателем /г=2,0-г 2,5. [c.266]

Основные свойства ядерных сил можно объяснить тем, что нуклоны обмениваются между собой частицами, масса которых больше массы электрона примерно в 200 раз. Такие частицы были обнаружены экспериментально в 1947 г. Они получили название пи-мезонов. [c.318]

Статистическая физика—наука о самых общих свойствах макроскопических объектов, т.е. таких объектов, которые составлены из множества микроскопических частиц. Этими частицами могут быть, например, атомы или молекулы, и тогда мы имеем дело с неметаллически1Щ1 твердыми телами, жидкостями или газами. Ими могут быть электроны и ионы, составляющие плазму, или электроны и ионы, образующие металл. Свет, рассматриваемый как совокупность фотонов, или ядерная материя, рассматриваемая как совокупность нуклонов, тоже являются макроскопическими объектами и подлежат изучению методами статистической физики. [c.9]

Эти особенности не могут быть объяснены в рамках статистической модели ядерных реакций. Предлагается взаимодействие падающей частицы высокой энергии с ядром рассматривать как квазисвободное взаимодействие с нуклонами ядра. Это означает, что падающая частица не передает всю энергию ядру в целом, как предполагает теория составного ядра, а в ядре [c.242]

Для многих расчетов необходимо знание нуклон-нуклонных и л-мезон-нуклонных сечений. Из анализа экспериментальных данных установлено, что эти сечения a NN) =30,5 0,5 мбарн a NN) =9 мбарн а"У(л Л ) =23,6 0,9 мбарн. [c.245]

Особенностью прохождения нуклонов высоких энергий через-защитные среды является развиваемый в среде так называемый меж ьядерный каскад. [c.255]

Корректно задача о защите от частиц высоких энергий может быть решена при изучении закономерностей развития межъ-ядериого каскада или развития нуклон-мезонного каскада, инициированного первичными нуклонами высоких энергий в защитных средах. В результате должна быть получена функция распределения вторичных частиц, которая даст возможность правильно рассчитать необходимую защиту. [c.255]

Протон и нейтрон по способности к силыюму взаимодействию не отличаются друг от друга, поэтому в ядерной физике их часто рассматривают как одну частицу — нуклон — в двух различных состояниях. Нуклон в состоянии без электрического заряда называется нейтроном, нуклон в состоянии с электрическим зарядом называется протоном. [c.318]

Физика. Справочные материалы (1991) -- [ c.318 ]

Теплоэнергетика и теплотехника Общие вопросы (1987) -- [ c.231 ]

Теплоэнергетика и теплотехника Общие вопросы Книга1 (2000) -- [ c.253 ]

Введение в экспериментальную физику частиц Изд2 (2001) -- [ c.17 , c.83 , c.84 , c.85 , c.86 , c.87 , c.88 , c.89 , c.90 ]

Справочник по элементарной физике (1960) -- [ c.184 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...