Эффективное сечение деления

Для того чтобы увеличить множитель р, т. е. уменьшить поглощение нейтронов ядрами применяется замедлитель нейтронов. Известно, что эффективное сечение деления ядер тепловыми нейтронами (с кинетической энергией — 0,025 эв) составляет — 590 барн. С возрастанием энергии уменьшается, [c.311]

Приведём теперь формулы, определяющие эффективное сечение деления. Пусть возбуждение составного ядра создаётся в результате захвата нейтрона. Рассмотрим сначала тот случай, когда энергия нейтрона лежит вне тепловой области (о сечениях в тепловой области см. 36). [c.325]

Пусть 9 обозначает вероятность поглощения теплового нейтрона ядром урана (безразлично ядром какого именно изотопа). Если и —эффективные сечения деления и резонансного захвата тепловых нейтронов, отнесённые к од- [c.334]

Фиг. 36. Эффективное сечение деления для n,i), обнаруживающее в основном зависимость 1/и (приближенное значение,- указанное для те-I ловых нейтронов, получено путем усреднения литературных данных до Ш41 г.).

Эффективное сечение деления, происходящего путем захвата нейтрона ядром, способным делиться, — таким, как или [c.102]

Фиг. 91. Эффективное сечение деления нейтронами в зависимости от энергии.

Для величины эффективного сечения деления естественного урана под действием тепловых нейтронов было приведено значение 3,2+0,35)-10 - см , которое соответствует 400—500-10 см для и [108]. Было обнаружено, что этот процесс, по крайней мере приближенно, следует закону l/v [12]. Для эффективных сечений деления урана и тория под действием быстрых нейтронов были получены значения 0,5-10" и 0,1-10 см [94] так как эффективное сечение любой происходящей под действием быстрых нейтронов с любым ядром реакции не может, из теоретических соображений, по порядку величины превышать 0,5-10 см , а в 140 раз более распространен, чем U , то значительная часть деления естественного урана под действием быстрых нейтронов должна быть отнесена за счет Эффективные сечения фото- [c.65]

В отличие от эффективного сечения для однофотонного поглощения сильно зависит от напряженности поля, интенсивности L/F падающего света или плотности потока фотонов J. Обозначим эффективное сечение, делен- [c.255]

Одной из ключевых физических характеристик, определяющей возможность осуществления цепной реакции в атомной бомбе, является эффективное сечение деления 11-235 быстрыми нейтронами. По данным измерений, проведенных в Великобритании, а/=2,1 барн для энергии нейтронов [c.41]

Кроме того, существует некоторое ослабление эффектов из-за того, что происходит возрастание сечений реакций (п, у) и (п, /). По-видимому, э к-тивное сечение радиационного захвата возрастает с температурой быстрее, чем эффективное сечение деления, из-за того, что наиболее важные делительные резонансы имеют большие ширины, чем основные захватные. Следовательно, неясно в принципе, приводит доплеровское уширение резонансов в делящемся материале к возрастанию или к уменьшению реактивности системы на быстрых нейтронах. [c.360]

В этом случае эффективные сечения деления, достаточно большие при малых энергиях тепловых нейтронов, быстро уменьшаются с увеличением энергии нейтронов по закону 1/у. В области энергий от нескольких электронвольт до 60 эВ наблюдается серия узких резонансных пиков, ширина которых меньше 1 эВ, а отношение высоты к ширине основания лежит в пределах от 10 до 100. Формула Брейта — Вигнера имеет вид [c.280]

Рис. 11.7. Зависимость эффективного сечения деления от энергии начальных бомбардирующих нейтронов.

Физические основы термоядерной энергетики достаточно просты и хорошо изучены. Известно, что для превращения внутриядерной энергии в тепловую в широких масштабах, кроме реакций деления тяжелых ядер, принципиально возможно использование реакций синтеза легких ядер. Известно также, что число реакций, а следовательно, и количество выделяемой энергии в единице объема вещества в единицу времени пропорционально эффективному сечению (количественной характеристике вероятности) реакции, концентрациям и относительной скорости взаимодействующих ядер. С учетом этого соотношения можно выбрать наиболее перспективные реакции и сформулировать физические условия возможности создания термоядерного реактора. [c.151]

Самая доступная и выгодная из них — третья. Максимальное значение эффективного сечения для этой реакции намного больше, а энергия, соответствующая этому значению, намного меньше, чем для других реакций. Важным достоинством является также большое значение энергии, выделяющейся в этой реакции (л 17,6 МэВ). Это намного меньше, чем в одной реакции деления тяжелых ядер ( 200 МэВ), но примерно в четыре раза больше в пересчете на единицу массы. [c.152]

В квантовой механике процесс рассеяния принято описывать с помощью дифференциального эффективного сечения aij, которое определяется как вероятность перехода j i (г / j) в единицу времени, деленная на поток vL , где v — относительная скорость сталкивающихся частиц. Из (2Г.13) находим, что [c.158]

По определению, полным эффективным сечением с ядра для нейтронов называется отношение числа нейтронов, удаленных из пучка ядром в 1 сек., к плотности потока (т. е. к числу нейтронов, проходящих в падающем пучке через 1 см площади его сечения в 1 сек.). Рассеяние и поглощение являются самыми обычными типами взаимодействия между ядрами и нейтронами. Эффективные сечения для каждого из этих двух процессов в отдельности обозначаются через и а . Если никаких других существенных взаимодействий нет, то Ниже будут определены другие эффективные сечения, как, например, для деления [c.16]

В отсутствие веществ с большим эффективным сечением не-упругого рассеяния или захвата, замедление быстрых нейтронов деления (> 1 MeV) происходит преимущественно путем упругих столкновений с окружающими ядрами. Имеет место ряд последовательных упругих столкновений, причем при каждом из столкновений с ядрами замедлителя нейтрон теряет долю своей энергии. На основании приведенного ниже уравнения (1.52) можно показать, что средняя остаточная энергия нейтронов после столкновения, например, с водородом (Н ) равна /е первоначальной энергии. Как будет показано ниже, относительная потеря энергии, приходящаяся на одно столкновение, быстро уменьшается с увеличением атомного веса. Отсюда следует, что тяжелые элементы не могут служить хорошими замедлителями в установках, работающих на медленных нейтронах. [c.61]

Может быть также измерено число нейтронов, излучаемых в единицу времени. Для выполнения такого измерения мы расположим камеру деления внутри большого блока замедляющего вещества — парафин (или вода) — и графита, которые наиболее часто используются. Нейтроны замедляются замедлителем, а так как замедляющие вещества имеют незначительные эффективные сечения захвата нейтрона, обладающего энергией большей, чем тепловая, то все нейтроны достигнут в конце концов тепловой энергии и поглотятся замедляющим веществом. (Утечкой нейтронов также можно пренебречь, если блок достаточно большой.) Число нейтро- [c.198]

Исследованные эффективные сечения захвата и деления для изотопов урана и плутония обнаружили довольно сложную зависимость от энергии. Для некоторых изотопов сечение (п/)-реакции убывает с энергией нейтронов, в то время как для других оно возрастает. Некоторые изотопы имеют порог для (п/)-реакции, в то время как для некоторых сечение при малых энергиях следует закону 1/о. Ярко выраженные резонансы для захвата проявляются при малых энергиях у изотопов, подобных и . Резонансы становятся менее выраженными при более высоких энергиях, где они имеют тенденцию размазываться . [c.263]

Дозиметрия излучения с помощью ядерных реакций, эффективное сечение которых известно (процесс, обратный четвертому). Например, реакция a)gLi служит для дозиметрии медленных, а деление тория—быстрых нейтронов [33]. [c.124]

По мере того как при сближении электронные облака перекрываются, появляется сильное притяжение и отталкивание и потенциал взаимодействия дается потенциальной кривой, подобной приведенной па фиг. 4.2, а не на фиг. 4.24. На очень коротких расстояниях отталкивающая часть потенциальной кривой поднимается круто, но с некоторым конечным наклоном. Этот тип потенциала приводит к уменьшению эффективного сечения с увеличением относительной скорости. Влияние этого уменьшения на вязкость некоторых газов показано на фиг. 4.25. Как будет показано в 7.10, ордината фиг. 4.25 (вязкость, деленная на корень квадратный из температуры) обратно пропорциональна среднему эффективному сечению столкновения. На фиг. 4.26 [c.167]

Оставляя пока в стороне вопрос о дальнейшей судьбе поглощенной энергии, вычислим эффективное сечение поглощения. Оно, по определению, равно энергии, поглощаемой в 1 сек, деленной на средний по времени поток [c.246]

К новым существенным данным И.В. Курчатов относит данные о поразительно высокой вероятности спонтанного деления Ри-240, а также таблицу точных сечений деления П-235 и Ри-239 быстрыми нейтронами разных энергий. Эти данные позволили надежно определить критические размеры атомной бомбы. Он отмечает, что мы пришли к тем же оценкам эффективности (энерговыделение) и к тому же закону пропорциональности эффективности бомбы кубу превышения ее массы над критической массой, что и в представленных материалах. [c.48]

Очевидно, что для урана-238 доплеровское уширение уровней приводит к возрастанию резонансного поглощения (см. разд. 8.3.5) и уменьшению реактивности. Этот эффект мол<но рассчитать с большой степенью точности. Для делящихся материалов, таких как плутоний-239, доплеровское уширение увеличивает эффективные сечения как деления, так и радиационного захвата, и поскольку резонансы разрешены только до энергий 50 эв, то по существу все эффекты реактивности в быстрой системе возникают из-за уширения неразрешенных резонансов. При этом сомнения, касающиеся значений резонансных параметров, включая их средние величины, распределения и формы резонансов, делают эти расчеты очень неопределенными. [c.360]

При неупругом рассеянии тепловые нейтроны ведут себя как бомбардирующие частицы с максимальным радиусом, равным 1., в полном соответствии с простой механической картиной, рассмотренной в 1.4.1. Это имеет очень важное практическое значение эффективные сечения тепловых нейтронов очень большие, особенно в реакциях деления. Наилучшие условия для получения цепной реакции ( 11.7) обеспечивает именно использование тепловых нейтронов. Поэтому в реактор вводят замедлитель (водород, дейтерий, углерод), роль которого состоит в замедлении быстрых нейтронов, образующихся в результате деления, до столь малых скоростей, когда они становятся способными вызывать новые акты деления. Реакторы, работающие на таком принципе, называются реакторами на тепловых нейтронах. Если реактор не содержит замедлителя, то быстрые нейтроны, возникающие в результате деления, сами непосредственно вызывают цепную реакцию. Такие реакторы называются реакторами на быстрых нейтронах. [c.33]

Случай W > V — Q. Ядро претерпевает деление независимо от кинетической энергии налетающего нейтрона. Реакция происходит и при возбуждении ядер тепловыми нейтронами, для которых эффективное сечение взаимодействия с ядрами очень велико. Это относится к ядрам с нечетными значениями числа N, как, например, изотопы урана плутония Ри, америция и др. Среди них элементы, используемые сейчас и пригодные для использования в будущем в качестве ядерного топлива при производстве атомной энергии. [c.275]

Реакторы на быстрых нейтронах имеют сравнительно небольшие размеры и загрузку значительного количества ядерного топлива. Трудности в конструировании реакторов на быстрых нейтронах связаны с тем, что при больших энергиях нейтронов эффективные сечения деления ядер урана-235 и плутония-239 малы, и для получения приемлемого выхода мощности необходимо иметь большие величины потоков быстрых нейтронов, что обусловливает и высокие тепловые потоки в активной зоне реактора. Снятие огромных тепловых потоков возможно газом (парогазовой смесью), даходящимся под высоким давлением. Выполнение же активной зоны в виде слоя шаровой насадки из тугоплавкой двуокиси урана (тория) позволяет, в свою очередь, увеличить поверхность нагрева, коэффициент теплоотдачи и допустимый уровень рабочей температуры тепловыделяющих элементов. Именно так могут быть решены основные проблемы, возникающие при создании высокотемпературных ядерных реакторов-бридеров. [c.130]

Среди возмон цых открытий будущего можно предполагать, что появится новое ядерное горючее, обладающее лучшими ядерными, химическими и металлургическими свойствами. Как мы ВИДС.ЛИ, число нейтронов, приходящееся на одно деление, и эффективное сечение деления, Зр являются двулга наиболее важ-.яымп ядерными свойствами. В гл. XI первого тома бы.ло отмечено [c.324]

ЧТО трансурановые элементы обнаруживают большее сходство с актинием, чем со своими гомологами по периодической системе. По этой причине нет оснований обкидать значительного различия в химических li металлургических свойствах америция, кюрия и других тяжелых элементов с атомным номером до 100, которые могут быть получены в будущем. Экспериментальные данные показывают, что элементы с атомным номером ниже 88 не могут создавать цепную реакцию. Только ограниченное Ч11СЛ0 тяжелых изотопов, изготовленных человеком, имеют достаточно большой полу-период распада, чтобы быть пригодными в качестве ядерного горючего. Большинство из них обладает ос-активностью. Эффективные сечения делений для всех таких изотопов не были опубликованы. Необходимо отметить, что должны быть найдены другие долгоживущие изотопы, примыкающие к основным стабильным изотопам. Можно ожидать, что один или несколько из этих изотопов могут служить в качестве ядерного горючего. С другой стороны, из кривой энергии связи ядер (см. фиг. 2 в первом томе) видно, что в случае легких ядер на одну частицу приходятся большие количества энергии. Так, например, при синтезе Не из протонов и нейтронов получается в семь раз больше энергии на частицу, чем при распаде. [c.325]

Одним из центральных событий в истории советского атомного проекта в 1942 году были предложения, выдвинутые Г.Н. Флеровым в письме И.В. К фчатову в марте-июне 1942 года. В этих предложениях был сделан вывод об осуществимости цепной реакции деления на быстрых нейтронах для и-235 и Ра-231. Вероятное количество вторичных нейтронов при делении ядер этих изотопов быстрыми нейтронами было оценено в у 2-3 вероятное эффективное сечение деления ядер этих изотопов для быстрых нейтронов оценивалось в ст/ 3 барн. Вероятное значение критической массы для и-235 и Ра-231 оценивалось в пределах 0,5-10 кг. [c.41]

Выше уже отмечалось, что составное ядро (ядро, захватившее нейтрон) может не только делиться, но может и излучать у-фотон или нейтрон. В таблице 14 приведены эффективные сечения (а — деления, — радиационного захвата, — неупругого рассеяния), характеризующ,ие вероятность этих процессов для ядер, облученных тепловыми нейтронами. [c.305]

Таким образом, плутоний может с успехом заменить легкий изотоп урана (если его деление сопровождается эмиссией вторичных нейтронов). Если при этом эффективное сечение плутония для нейтронов значительно больше, чем у и235, реакция цепного взрыва может" развиваться в нем при относительно небольших размерах, начинаясь спонтанным образом. [c.331]

Если же мы учтем, что нейтроны деления появляются в действительности с энергиями, значительно превосходящими энергию теплового равновесия, то мы будем вынуждены считать, что нейтроны приходят к тепловому равновесию со средой в результате столкновений с ядрами замедлителя в котле. При этом анализ сильно затрудняется. Если бы эффективные сечения захвата нейтронов в замедлителе были бесконечно малы, то нейтроны действительно смогли бы с течением времени сколь угодно близко притти в тепловое равновеске со средой, но так как на практике нейтроны претерпевают лишь ограниченное число столкновений с ядрами замедлителя (после чего поглощаются ими), то средняя энергия спектра тепловых нейтронов слегка смещена в сторону более высокой температуры, нежели температура материалов в котле. (Во всех случаях, когда эффективное сечение поглощения не слишком велико, считается приближенно справедливым закон Максвелла для распределения скоростей нейтронов.) Экспериментально было доказано наличие такого смещения нейтронной температуры относительно температуры окружающей среды. В соответствии с этим мы должны считать, что величина соответствующая реальным процессам в системе с цепной реакцией, несколько больше того значения, которое мы пол чаем в предположении наличия полного теплового равновесия нейтронов со средой. [c.147]

Эффективные сечения ядерных реакций. Все члены естественных радиоактивных рядов являются изотопами элементов от 81 до 92, но последняя часть периодической системы не обязательно представляет для радиохимика наибольший интерес. Правда, в природе были найдены также и отдельные изолированные радиоэлементы (табл. 3), однако их удельные активности малы и, кроме того, всегда одинаковы (не зависят от происхождения материала) поэтому пока не представляется возможным использовать эти элементы в качестве индикаторов. В связи с этим введение в практику свыше тысячи активных изотопов [119] в течение первых пятнадцати лет со времени открытия искусственной радиоактивности (Жолио и Кюри [80]) безмерно расширило горизонты радиохимии. Появление продуктов деления дало развитию радиохимии новый толчок [126], а глубокое расщепление ядер частицами сверхвысокой энергии [118] обещает дальнейший прогресс. Теперь доступны меченые атомы для большинства элементов. [c.34]

Эффективные сечения для тепловых нейтронов. Исключая окрестности резонансных уровней, медленные нейтроны всегда поглощаются с эффективным сечением, обратно пропорциональным скорости ( закон I/o ). Поглощение приводит к радиационному захвату или к одному из немногих производимых медленными нейтронами процессов, которые сопровождаются испусканием тяжелой заряженной частицы, в частности к реакциям 3Li (n,a)iH , дВ (п, a)зLi 7Ы (п,р)бС , 17С1з (п, р) и к делению. Закон 1/да становится понятным из того замечания, что в отсутствие резонанса вероятность захвата нейтрона возрастает пропорционально времени пребывания нейтрона поблизости от ядра, т. е. обратно пропорционально скорости нейтрона. Если обозначить эффективное сечение для нейтронов с энергией 0,025 eV (имеющих скорость о) через сгд, а для нейтронов, имеющих скорость v — через а, то [c.48]

В процессе расхолаживания ЯППУ реактивность реактора непрерывно меняется за счег изменения температуры активной зоны, накопления изотопов, обладающих значительными эффективными сечениями захвата нейтронов, существенно нарущающих баланс нейтронов. У большинства продуктов деления эффективное сечение поглощения нейтронов составляет несколько барн. Веществами, имеющими большие сечения захвата нейтронов, являются ксенон-135 (<Та=2,75 10 барн при /=20°С) и самарий-149 (аа = 8,25-10 барн при <=20°С), из которых первый радиоактивен (неустойчив), а второй устойчив. Накопление в активной зоне ядер ксенона и самария называется отравлением реактора, а накопление ядер.других долгоживущих изотопов — шлакованием. [c.401]

В реакторе Пич-Боттом следует ожидать наличия мгновенного отрицательного температурного коэффициента реактивности, связанного с доплеровским уширением резонансов тория-232. Будут, однако, и некоторые положительные коэффициенты, обусловленные смещениями спектра тепловых нейтронов. В области тепловых энергий нейтронов делящиеся изотопы уран-233 и уран-235 конкурируют в поглощении нейтронов с торием-232, являющимся поглотителем с сечением, пропорциональным 1/и, с продуктами деления и с выгорающим поглотителем, если последний присутствует. Рассмотрим сначала конкуренцию делящихся изотопов с поглотителем с сечением, пропорциональным 1/и. На рис. 10.24 видно, что истинное эффективное сечение поглощения [c.466]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...