Рассеяние нейтронов на изотопах

РАССЕЯНИЕ НЕЙТРОНОВ НА ИЗОТОПАХ ЭЛЕМЕНТОВ [c.845]

Размер кристаллитов и блоков, определение 715—716, 717—723, 733 Рассеяние нейтронов на изотопах 845—847 [c.862]

Рис. 4.12. Асимметричные резонансные пики в зависимости от энергии сечения упругого рассеяния нейтронов на ядре изотопа урана 92U .

Очевидно, что для полного описания рассеяния нейтронов на кристалле определенного элемента надо знать амплитуды рассеяния на всех стабильных изотопах как при параллельных, так и при антипараллельных спинах нейтрона и ядра. Однако обычно такая полная информация не требуется. Если изотопный состав элемента фиксирован (за некоторыми исключениями он постоянен не только в земной коре, но и во всех известных галактиках, гл. XII, 2) и если спины ядер и нейтронов ориентированы хаотично, то все нейтронно-оптические явления выражаются через две независимые величины когерентную амплитуду и некогерентную амплитуду а . Обе эти амплитуды получаются посредством осреднения амплитуд, соответствующих рассеянию на определенном изотопе с определенной ориентацией спинов. Полное сечение а рассеяния на N ядрах равно сумме сечений когерентного и некогерентного рассеяний [c.553]

Возможность использования урана для получения энергии появилась после того, как была обнаружена способность делиться под действием тепловых нейтронов. Отсутствие порога для реакции деления g2U делает процесс неупругого рассеяния нейтронов неопасным для развития цепной реакции, в результате чего она становится возможной на чистом изотопе При этом оказывается, что цепную реакцию с участием чистого можно повести как на быстрых так и на предварительно замедленных нейтронах (так как роль другого мешающего фактора — резонансного захвата медленных нейтронов — относительно невелика). [c.382]

Даже в окрестности резонанса форма сечения может отличаться от брейт-вигнеровской (4.43). Это наблюдается в том случае, когда, например, наряду с резонансным рассеянием имеется большой фон нерезонансного рассеяния. Для примера на рис. 4.12 приведено сечение упругого рассеяния медленных нейтронов на ядре изотопа урана Асимметричная форма резонансных пиков есть [c.144]

Для элементов с низким атомным номером первый возбужденный уровень обычно на 1 Мэв (или более) выше основного состояния. Поэтому в случае легких элементов упругое рассеяние нейтронов с энергией <1 Мэв более вероятно, чем неупругое рассеяние. С увеличением атомного номера. минимальная энергия возбуждения ядра уменьшается примерно до 0,1 Мэв, и нейтроны с большей энергией могут испытывать как упругое, так и неупругое рассеяние. В реакциях (п, п ) быстрые нейтроны сначала соединяются с ядром-мишенью, образуя составное ядро, затем испускается нейтрон с меньшей энергией, а ядро-мишень остается в возбужденном состоянии. Обычно возбуждение очень быстро снимается испусканием у-лучей, но иногда возбужденное состояние является метастабильным, т. е. изомерным состоянием устойчивого изотопа. [c.194]

В чистом природном уране, где неупругое рассеяние быстро снижает энергию нейтронов ниже порога деления радиац. захват настолько превалирует, что К , оказывается существенно меньше единицы и цепная реакция невозможна. Для её осуществления нужно либо повысить содержание изотопа U (до 10% и более), либо изменить спектр нейтронов с помощью замедлителя. В обоих случаях цепная реакция в осн. будет происходить на Для смеси урана с замедлителем упрощённый [c.681]

Как известно, основной изотоп урана делится только под действием быстрых нейтронов с энергией, большей, чем —1 MeV. Поэтому большое неупругое рассеяние препятствует протеканию цепной реакции на быстрых нейтронах с использованием основного изотопа в качестве делящегося материала. [c.329]

При наличии нескольких беспорядочно расположенных в решетке изотопов или ядер, обладающих спином, рассеяние частично происходит на каждом ядре независимо (некогерентно). При некогерентном рассеянии закон сохранения импульсов не выполняется. Энергия нейтрона не зависит от угла рассеяния. Из естественных элементов почти целиком некогерентно рассеивают кристаллы ванадия и водорода [34]. Среди металлических элементов почти полное когерентное рассеяние дает алюминий [35]. [c.89]

Проводился также анализ уравнения переноса для конечной (ограниченной) геометрии с учетом энергетической зависимости [25]. В предположении, что скорость нейтрона не может быть равна нулю и ядро рассеяния интегрируемо и ограничено, было найдено, что при больших временах решение уравнения переноса определяется дискретными собственными значениями. Асимптотически решение уравнения переноса пропорционально ехр (аоО, так что в этом достаточно общем случае критическая система есть такая, для которой ао = 0. При некоторых условиях на ядро рассеяния, которые практически всегда выполняются для систем, содержащих делящиеся изотопы, существует по крайней мере одно дискретное собственное значение, т. е. а . Хотя этот результат не был подтвержден в общем случае, разумно предположить, что всегда существует действительное ао и что не отрицательно. [c.36]

Цель оценки сечений — получение полной системы данных по микроскопическим сечениям в таком виде, который может быть легко обработан вычислительной машиной. Эта система должна быть полной в том смысле, что она включает в себя все изотопы и нейтронные реакции, которые могут оказаться важными для рассматриваемых задач. На практике эти данные обычно записываются на магнитную ленту в виде микроскопических сечений и угловых распределений, особенно для упругого рассеяния, для дискретных значений энергии нейтронов. Для проведения интегрирования по энергии и углу, которое необходимо при определении групповых констант, вычислительная машина может интерполировать данные между имеющимися точками. Кроме того, интерполяции могут быть проведены заблаговременно для того, чтобы получать микроскопические сечения во всех счетных точках на энергетической шкале. Эти данные записываются на магнитной ленте для последующего использования их вычислительной машиной. [c.156]

При переходе от микроскопического рассеяния нейтронов на отдельных ядрах к макроскопическому прохождению нейтронных волн в кристалле мы столкнемся еще с двумя осложняющими обстоятельствами, отсутствующими в случае рентгеновских лучей. Во-первых, если ядро обладает ненулевым спином, то амплитуда зависит от взаимной ориентации спинов нейтрона и ядра. Во-вторых, если в состав кристалла входит элемент, имеющий несколько стабильных изотопов, то амплитуда различна для разных изотопов, причем различие иногда наблюдается не только по величине, но даже по знаку, Так, например, амплитуда рассеяния нейтрона положительна для изотопа никеля 2sNi и отрицательна для изотопа [c.552]

Изучение сечений наиболее важных замедляющих материалов показывает, что в пределах экспериментальных погрешностей рассеяние нейтронов на бериллии, углероде и кислороде оказывается полностью когерентным. Следует ожидать, что для двух последних элементов преобладающие изотопы углерод-12 и кислород-16 имеют ядерный спин, равный нулю. Рассеяние нейтронов дейтерием в основном когерентное (а ог = 5,4 барн н Oj, — 7,6 барн), в то время как рассеяние водородом почти полностью некогерентное (Oj-op = 1,8 барн и Oj, = 81,5 барн). Приведенные выше значения относятся к ядрам с произвольно ориентированными спинами. Некогерентность рассеяния водородом является следствием сильной спиновой зависимости нейтрон-протон-ных сил. Интересно отметить, что этой зависимостью частично определяется наблюдающееся различие в когерентном рассеянии нейтронов молекулами ортоводорода с параллельными спинами ядер и параводорода с антипараллель-ными спинами ядер [81. [c.255]

В табл. 6.1 и 6.2 приведены ядерно-физические свойства тория и основных изотопов урана и плутония. Они существенно различаются между собой. Важнейшее значение имеет сечение деления делящихся нуклидов при данной энергии нейтронов, а также среднее число нейтронов, выделяющихся в одном акте деления v. Чем выше значения этих величин, тем лучше ядерно-фйзнческие свойства ядерного топлива. Отношение сечения деления к сумме сечений деления и радиационного захвата а//(а/+<Тпг) определяет коэф> фициент использования делящихся нуклидов в реакциях на тепловых нейтронах (табл. 6.1). Самый высокий коэффициент использования имеет 233U при всех энергиях нейтронов. В результате деления ядер высвобождается внутриядерная энергия, которая в активной зоне реактора преобразуется в тепловую, отводимую теплоносителем. Для точности физических расчетов необходимо учитывать также сечения реакций упругого рассеяния нейтронов. [c.149]

Как уже указывалось, рассеяние нейтронов происходит на ядрах атомов. В отличие от атомных амплитуд для рентгеновых лучей и электронов, всегда положительных, амплитуды рассеяния нейтронов ядрами имеют как положительные, так и отрицательные значения. Так, например, / для равно — 0,38 для дейтерия + 0,65, для углерода 4-0,66, азота -Ь0,94, марганца Мп —0,37. Ядра являются практически точками для длин волн около 1 А, поэтому / не уменьшаются с увеличением I [ср. (57)]. Результирующий спад рассеяния обусловлен только тепловым движением ядер. Отличительным свойством рассеяния нейтронов является чувствительность его к изотопическому составу, так как различные изотопы одного и того же элемента имеют разные амплитуды рассеяния. [c.39]

К сожалению, даже это допущение недостаточно обосновано. Если взять, например, парциальные структурные факторы, вычисленные методом Перкуса— Йевика для бинарных жидких смесей модели твердых шаров [15], то окажется, что они заметно зависят от концентрации. Правильнее в принципе пользоваться различными длинами рассеяния нейтронов для разных изотопов одного и того же химического элемента. Как отмечалось в работах [16, 17], рассеяние на трех образцах сплава, имевших одинаковый химический состав, но различное относительное содержание изотопов одной из компонент, дает достаточную информацию для раздельного определения трех парциальных структурных факторов. Так, На рис. 4.2 представлены данные, полученные для сплава СпвЗпд путем исследования рассеяния на образцах, содержащих соответственно чистый изотоп Си, чистый и природную смесь Си/ Си [18]. Этот метод, несомненно, более трудоемок и дорог, чем рассеяние рентгеновских лучей на сплавах с разным химическим составом, но он кажется единственным способом получить однозначную информацию о расположении атомов в жидких смесях без привлечения теоретических моделей и малообоснован- [c.165]

В результате взаимодействия нейтронов с ядрами появляется вторичное излучение в виде у-квантов, протонов отдачи (особенно При упругом рассеянии на ядрах водорода), а-ча-стиц (ядер гелия) и продуктов радиоактивности образующихся изотопов (из которых наиболее существенны, с точки зрения воздействия на орбитальные электроны, изотопы с небольшим периодом полураспада). Эти вторичные излучения взаимодействуют с электронами атомов (молекул) вещества и вызывают собственно химические изменения, наблюдаемые в процессе и после облучения полимерных электроизоляционных материалов. При испытаниях образцов материалов толщина их не превышает обычно нескольких миллиметров, поэтому для взаимодействия ИИ по всей глубине-образца обычно бывает достаточно энергии электронов до 20 МэВ и протонов до W0 МэВ. Применение заряженных частиц с энергией менее 10 МэВ не вызывает наведения радиоактивности и дает возможность работать с образцами без какого-либо ограничения. Проникающая способность у-квантов и нейтронов (не имеющих зарядов) наибольшая, поэтому часто при испытаниях применяются источники у-квантоБ. [c.314]

Искусственно-радиоактивные ядра получают облучением стабильных изотопов нейтронами в реакторах или пучком заряженных частиц па ускорителях. Извлечение нужных радиоактивных веществ из облученной мишепи ведется средствами радиохимии. Важная задача экспериментальной техники — приготовление радиоактивных образцов (источников). Образец должен быть тонким, чтобы в нем не было существенного поглощения и рассеяния а- и Р-частиц, и в то же время иметь высокую активность источника, чтобы была обеспечена эффективная регистрация ядерных излучений. Часто источник должен быть малых размеров, чтобы были созданы хорошие условия для фокусировки излучения в спектрометре. Пс-следовапие излучений, возникающих в ядерных реакциях, проводится и без выделения, непосредственно из мишени, установленной на пучке ускорителя. [c.544]

Основным требованием к элементу или изотопу, используемому как резонансный П, ф,, является наличие у него выраженного одиночного резонанса с большим сеченпем взаимодействия. Этому требованию удовлетворяет ряд элементов (Na, Мп, Со, Rh, d, In, Те, s, Tu, Au) [1 ]. Наиболее часто применяются следующие Н, ф, на основе резонансного поглощения — d (резонансная энергия р = 0,178 0,002 9в), 1и115 Е = 1,458 0,003 зе) и Аи Е = = 4,906 0,010 эв) и П, ф. на основе резонансного рассеяния — Со (Е — 132 rt 2 ав) и Мп ( р = = 337 О эв). Разность эффектов, измеренных в пучке нейтронов с фильтром и без фильтра, будет соответствовать нейтронам резонансной энергии. Применение резонансных И. ф, практически ограничено областью энергий в иесколько сотен эв. Обычно ими [c.399]

Чтобы описать когерентное рассеяние на ядрах изотопа, имеющего спин I, необходимо использовать среднюю амплитуду рассеяния. Если а+— амплитуда рассеяния в спиновом состоянии системы нейтрон — ядро с суммарным спилом / + 1/2 и вероятностью (/ + 1)/(2/+ 1), а а — амплитуда рассеяння в спиновом состоянии со спином I — 1/2 и вероятностью 7/(2/ + 1). то средняя амплитуда рассеяния, называемая амплитудой когерентного рассеяния имеет вид [c.254]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...