Закон сохранения нейтронов

Уравнения (3.50) и (3.51) представляют собой Р -приближения уравнения переноса в произвольной геометрии. Необходимо отметить, что уравнение (3.50) является точным, так как оно строго эквивалентно закону сохранения нейтронов в стационарном случае (1.17). Уравнение же (3.51) есть Pi-приближение в точном уравнении сферических гармоник в левую часть уравнения (3.51) входили бы дополнительные члены, обусловленные наличием в уравнении переноса члена, описывающего утечку нейтронов. [c.116]

При выводе численного приближения к уравнению переноса очень полезен принцип, состоящий в том, что конечно-разностное уравнение для элемента фазового пространства должно удовлетворять закону сохранения нейтронов в этом элементе. Каждый член в уравнении должен представлять физическую компо енту, входящую в закон сохранения, такую, как поглощение в элементе или ток нейтронов через поверхность. Когда конечно-разностные уравнения составляются с учетом закона сохранения, то они всегда более наглядно интерпретируются и обычно более точны по сравнению со случаем, когда производные просто заменяются конечными разностями. Кроме того, в отсутствие такого принципа возможные конечно-разностные уравнения оказываются настолько многочисленными, что сделать хороший выбор иначе, чем методом проб и ошибок, очень трудно. Именно по этой причине уравнение переноса в разд. 1.3.2 выражено в дивергентной форме. [c.179]

Для криволинейных геометрий, отличных от сферической, также необходимо ввести две угловые переменные. Это справедливо даже для бесконечно длинного цилиндра, в котором поток нейтронов зависит только от одной пространственной переменной г (см. табл. 1.1). Интегрирование по угловым переменным можно проводить в этом случае так же, как в прямоугольной геометрии. Кроме того, необходимо аппроксимировать производные по угловым переменным. Как и для сферической геометрии, конечно-разностные уравнения могут быть основаны на законах сохранения нейтронов. По-прежнему уравнение переноса можно сначала решить в выделенных направлениях, вдоль которых угловые координаты не меняются при прохождении нейтронов через среду полученные результаты можно затем использовать в качестве граничных условий для основной системы уравнений. [c.186]

Чтобы оценить член 71 в уравнении (6.140), можно записать закон сохранения нейтронов [см. уравнение (1.17)] для стационарного случая в следующем виде [c.244]

В природе существует несколько законов сохранения некоторые из них следует считать точными, другие — приближенными. Обычно законы сохранения являются следствием свойств симметрии во Вселенной. Существуют законы сохранения энер ГИИ, импульса, момента импульса, заряда, числа барионов (протонов, нейтронов, и тяжелых элементарных частиц), странности и различных других величин. [c.148]

Нейтрон, соударяясь с атомным ядром газа в ионизационной камере, обменивается с ним энергией и импульсом. Пусть — масса нейтрона, и v — скорость нейтрона до и после соударения, М, v —масса и скорость ядра отдачи. В случае упругого центрального прямого соударения нейтрона с атомным ядром законы сохранения энергии и импульса запишутся в виде [c.60]

При этом в одном и том же состоянии (на одном энергетическом уровне) может находиться не более двух протонов, различающихся лишь направлением спина. Это же относится и к нейтронам. Протоны и нейтроны в ядре обладают своим собственным набором воз-можны.ч состояний. Такая система микрочастиц, подчиняющаяся принципу Паули и полностью заполняющая все низшие энергетические уровни, называется вырожденным ферми-газом. В вырожденном ферми-газе, несмотря на сильное ядерное взаимодействие между нуклонами, столкновения нуклонов запрещены, и они ведут себя так, как если бы взаимодействие между ними было слабым. В самом деле, нуклон I мог бы испытать столкновение с некоторым нуклоном 2 и передать последнему часть своей энергии и импульса. При этом нуклон 2 перешел бы на более высокий свободный энергетический уровень, а нуклон У в соответствии с законом сохранении энергии должен был бы перейти на более низкий энергетический уровень (рис. 55). Однако все нижележащие уровни согласно принципу Паули имеют ограниченное число мест, и все они заняты, поэтому нуклон 1 не может перейти на занятые нижние уровни. Это означает, что соударения нуклона / с нуклоном 2 не произойдет, говорят, что оно запрещено принципом Паули. Таким образом, частицы вырожденного ферми-газа будут очень редко испытывать столкновения между собой, т. е. вырожденный ферми-газ в этом отношении напоминает разреженный газ с редким столкновением частиц. Эти соображения и дают основание для аналогии ядра с вырожденным ферми-газом. [c.179]

Законы сохранения 353 Замедление нейтронов 311—312 [c.393]

В 1931 г. Паули теоретически предсказал существование еще одной частицы — нейтрино (v). Это нейтральная частица со спидом Л/2 и массой много меньше массы электрона (или равной нулю). Необходимость существования такой частицы вытекает из энергетического рассмотрения процесса р-распада. Она должна испускаться одновременно с электроном (или позитроном), чтобы выполнялись законы сохранения энергии и момента количества движения. По этой же причине распад нейтрона также сопровождается испусканием нейтрино v (точнее говоря, антинейтрино v) и, следовательно, может быть изображен схемой [c.21]

Очень существенные свойства ядерных сил получены в результате анализа углового и энергетического распределения (п — р)- и р — -рассеяний при больших кинетических энергиях (Г > 100 Мэе). В частности, анализ углового распределения рассеянных нейтронов при (п — р)-взаимодействии показал, что наблюдается слишком большое количество протонов, летящих вперед, чтобы его можно было объяснить только при помощи законов сохранения энергии и импульса без дополнительных предположений относительно механизма взаимодействия. Однако результаты опытов можно понять, если предположить, что в процессе взаимодействия нейтрона и протона они могут обменяться зарядами. В этом предположении быстрый нейтрон в момент взаимодействия забирает у протона заряд и продолжает лететь вперед (испытав сравнительно небольшое отклонение в момент взаимодействия) уже в качестве протона. Это так называемое обменное ядерное взаимодействие, которое происходит наряду с обычным ядерным взаимодействием. [c.23]

Угловое распределение нейтрино было измерено при помощи установки, регистрирующей совпадения электронов и протонов, летящих Б определенном направлении (рис. 56). В таком опыте в соответствии с законом сохранения импульса нейтрино р-рас-пада вылетают вверх. Измерение числа совпадений при двух ориентациях спина нейтрона (вверх и вниз) привело к выражению [c.164]

Запишем реакции (27.24) и (27.25) в общем виде (а + АВ + Ь) и рассмотрим частный случай (рис. 94), когда образующийся нейтрон (частица Ь) испускается под углом 90° к падающему действию (частица а). Тогда в соответствии с законами сохранения [c.266]

Последнее очевидно из того, что в соответствии с законом сохранения импульса (количества движения) импульсы осколков должны быть примерно равны по величине и противоположны по направлению (так как импульс первичного нейтрона мал) [c.361]

В соответствии с законом сохранения энергии кинетическая энергия протона будет однозначно определяться энергией возбуждения образующегося ядра. Когда нейтрон захватывается ядром в основное состояние, протон уносит максимальную кинетическую энергию. Когда нейтрон садится на более высокие уровни ядра, кинетическая энергия протона меньше. Совершенно аналогично применение законов сохранения момента количества движения и четности позволяет по величине четности и спина основного со стояния ядра-мишени и по характеру углового распределения продуктов реакции определить четность и спин основного или первых возбужденных состояний образующегося ядра. [c.464]

Закон сохранения изотопического спина (как и всякий закон сохранения) приводит к определенным запретам при рассмотрении возможных взаимодействий. Мы видели, например, что он позволяет считать различными взаимодействия нейтрона с протоном при Г = О и Г = 1. Связанная система (дейтон) характе-—> — ризуется значением Г = О, в то время как значению Т = 1 соответствует виртуальная система, свойства которой тождественны (с точностью до кулоновского взаимодействия) свойствам [c.516]

В соответствии с законами сохранения система двух нейтронов, стоящая в правой части уравнения реакции (79. 16), должна обладать тем же моментом и четностью, т. е. [c.573]

Поэтому s-состояние для нейтронов запрещено. При образовании нейтронов в р-состоянии ("/ =1) закон сохранения момента количества движения выполняется, и значение /п —1 может быть использовано для определения четности я мезона [c.143]

Идея метода недостающей массы заключается в определении импульса р и массы резонанса М (недостающая масса), удовлетворяющих законам сохранения энергии и импульса двухчастичного процесса. С этой целью строится распределение числа событий N, по импульсу нейтрона (протона) в с. ц. и. Если на фоне фазовой кривой (которая вычисляется на основе законов сохранения в предположении статистически равновероятного распределения всех трех частиц реакций) выявляется максимум, то это означает, что часть событий соответствует схеме двухчастичного взаимодействия [c.281]

При изучении колебаний решетки с помощью рассеяния нейтронов необходимо учитывать закон сохранения энергии при неупругом рассеянии теплового нейтрона [c.163]

Посмотрим теперь, являются ли ядерные силы центральными. Центральными называются силы, действующие вдоль линии, соединяющей частицы. Центральные силы могут зависеть от относительной ориентации спинов частиц, но не могут зависеть от ориентации этих спинов относительно радиуса-вектора между частицами. Для центральных сил орбитальный и спиновый моменты количества движения сохраняются в отдельности. Поэтому в низшем энергетическом состоянии орбитальный момент / стремится принять наименьшее возможное значение / = О, при котором равна нулю центробежная энергия. Тем самым при центральных силах основным состоянием дейтрона было бы чистое S-состояние, в котором I = 0. Поскольку спин дейтрона равен единице, то спины протона и нейтрона параллельны. Следовательно, магнитный момент дейтрона при центральных силах должен равняться алгебраической сумме магнитных моментов протона и нейтрона. Отмеченное в 1 отклонение р,р -1- jXn от jid свидетельствует о том, что ядерные силы в какой-то мере нецентральны. Действительно, если предположить, что силы нецентральны, то орбитальный момент не будет точным интегралом движения. Им будет только полный момент. Согласно квантовому принципу суперпозиции состояний состояние дейтрона будет суммой состояний с различными значениями орбитального момента. Число возможных смешиваемых состояний сильно ограничивается законами сохранения полного момента и четности. Из закона сохранения полного момента следует, что если спин дейтрона равен еди [c.175]

Введение изотопического пространства само по себе не содержит физических гипотез, а является лишь методом описания. Ничто не мешает нам ввести другое формальное пространство, в котором разными состояниями одной и той же частицы были бы, скажем, нейтрон и электрон. Однако такое пространство никто не вводит из-за его бесполезности для физики. Изотопическое пространство полезно тем, что по отношению к нему можно сформулировать имеющее физический смысл утверждение, состоящее в том, что ядерные взаимодействия (и вообще все сильные взаимодействия, см. гл. VII, 2) инвариантны относительно поворотов в изотопическом пространстве. Это утверждение эквивалентно тому, что изотопический спин является интегралом движения, правда, только по отношению к сильным внутриядерным взаимодействиям. В электромагнитных взаимодействиях закон сохранения изотопического спина нарушается. Таким образом, изотопическая инвариантность может быть выражена в форме частичного (т. е. справедливого не для всех видов взаимодействий) закона сохранения изотопического спина. Посмотрим теперь, как работает этот закон сохранения, т. е. каким образом из него можно извлекать экспериментально проверяемые следствия. [c.192]

Как мы уже указывали в п. 2 этого параграфа, изотопическая инвариантность является принципиально приближенным законом сохранения, справедливым только для ядерных сил. Кулонов-ские силы в противоположность ядерным явным образом отличают протон от нейтрона. и, следовательно, нарушают изотопическую инвариантность. Поэтому в течение длительного времени молчаливо предполагалось, что приписывать уровням определенный изотопический спин имеет смысл только в легких ядрах, у которых роль кулоновской энергии (из-за малого числа протонов) относительно невелика. Однако совершенно неожиданно выяснилось, что изотопический спин с большой точностью является хорошим квантовым числом и в средних, и в тяжелых ядрах, у которых кулонов- [c.194]

Действительно, резонанс с изоспином Т + не может распасться, испустив нейтрон и оставив конечное ядро в состоянии с изоспином Т — /J, поскольку при этом нарушился бы закон сохранения изоспина [c.197]

Приведем аргументы, из которых следует, что спин нейтрино (антинейтрино) равен половине. То, что этот спин полуцелый, а не целый, вытекает из закона сохранения момента. Рассмотрим, например, распад свободного нейтрона [c.245]

Лептонный заряд равен нулю для нуклонов, единице для электрона и минус единице для антинейтрино, так что при обычном Р-распаде лептонный заряд сохраняется. При двойном р-распаде в протоны должны переходить два нейтрона. Если бы не было закона сохранения лептонного заряда, то двойной р-распад мог бы идти без участия антинейтрино. Все опыты по обнаружению двойного Р-распада дали отрицательный результат [c.288]

Частицы, не обладающие электрическим зарядом, называются нейтральными. В дополнение к этому в физике элементарных частиц вводится понятие истинно нейтральной частицы, у которой равны нулю все без исключения сохраняющиеся заряды. Так, нейтрон является нейтральной, но не истинно нейтральной частицей, потому что он обладает барионным зарядом, равным единице. Примерами истинно нейтральных частиц являются у-квант и т)-ме-зон. Рождение и поглощение истинно нейтральных частиц не запрещено никакими законами сохранения зарядов. [c.289]

В пределах точности измерений можно утверждать, что все известные элементарные частицы имеют заряды -j-e, —е или заряд, равный нулю (рис. 15.12). Далее, в пределах точности измерений, ни разу не был зарегистрирован ни один процесс столкновения, при котором не соблюдался бы закон сохранения заряда. Например, неотклоняемость нейтронов в однородных электрических полях позволяет рассматривать заряд нейтрона как равный нулю с точностью до 10- заряда электрона. [c.434]

Прежде всего в ядерных реакциях имеет место закон сохранения электрического заряда. Полный электрический заряд (точнее, Q Ne —Ne ) ядра А и частицы а всегда равняется полному заряду продуктов реакции В -г Ь, ни в одной из наблюдавшихся реакций не отмечено нарушения этого положения. В процессе реакции возможно превращение протона в нейтрон (или наоборот), но при этом обязательно возникает позитрон или положительный мезон или же исчезает электрон. Образование электронно-иозитронных пар также подтверждает высказанное правило. При записи ядерных реакций формально это выражается в том, что суммы нижних индексов, выражаюш,их порядковый номер — заряд ядра и частицы,— в правой и левой частях уравнения ядерной реакции должны быть равны (см. реакции VH.2 и УП.З). [c.265]

Выше мы рассматривали спонтанное и вынужденное деление ядер на две части как наиболее вероятное деление. При оценке некоторых количественных соотношений (VIИ.4) для простоты расчетов мы принимали деление симметричным (fe = /а)- В действительности при спонтанном делении, а также при делении, вызванном тепловыми нейтронами и нейтронами с энергией в несколько мегаэлектрон-вольт, обычно образуются асимметричные осколки с массами в отношении 3 2. Неодинаковой оказывается и энергия осколков более легкий осколок приобретает большую энергию. Обозначим через Su < 2, М- , М , и соответственно энергии, массы и скорости осколков. Используя закон сохранения импульса, [c.306]

С самого начала излагается современный материал. Так, например, в гл. I говорится о современных методах определения радиуса ядер (рассеяние быстрых электронов, излучение г-ме-зоатомов), дается предварительное понятие о структуре нуклона, вводится понятие четности и рассказывается о законе сохранения четности в сильных и электромагнитных взаимодействиях, в гл. II рассказывается о р-распаде нейтрона и несохранении четности при р-распаде, в гл. IV рассматривается эффект Мёссбауэра и т. д. [c.13]

Выход из этого затруднения был найден в 1932 г. Чедвико.м, который проанализировал с помощью законов сохранения энергии и импульса опыты по образованию исследуемым излучением ядер отдачи азота и водорода и пришел к выводу, что это излучение представляет собой поток нейтральных частиц с массой, приблизительно равной массе протона. Вновь открытая частица была названа нейтроном ( ). Точное значение массы нейтрона, определенное из энергетического баланса ядерных реакций, идущих с образованием или поглощением нейтронов, равно гп-п = 1838,5 Же. Таким образом, масса нейтрона больше массы протона на 2,5 гПс и больше суммы масс протона и электрона на 1,5 те. В соответствии с известным соотношением, связывающим массу и энергию, каждому значению массы М в граммах соответствует энергия в эргах, где с = 3 10 ° uj eK — скорость света. Для неподвижной покоящейся частицы эта [c.19]

Полученный результат очевиден также из того, что закон сохранения четности требует равномерного распределения протонов и нейтронов по объему ядра, т. е. отсутствия сдвига всех протонов относительно всех нейтронов (так как в случае существования в ядре областей с преобладанием нуклонов одного вида чдро оказалось бы несимметричным относительно операции зеркального отражения). Но отсутствие такого сдвига и означает равенство улю дипольного электрического момента. [c.95]

Закон сохранения числа нуклонов применительно к рассмотренным простейшим ядерным реакциям означает сохранение в них массового числа А. Поэтому можно ввесхи понятие нуклон-ного (ядерного) заряда, численное значение которого для нейтрона и для протона равно единице, а для атомного ядра совпадает с его массовым числом А. Однако, как мы увидим в 80, нуклонный заряд для всех тяжелых частиц (барионов) также равен единице. Поэтому в настоящее время более принято называть его барионным зарядом и обозначать буквой В(Вп = fip = 1). [c.260]

Процессы, запрещенные законом сохранения лептонного заряда, в природе не встречаются. Это безнейтринный двойной 3-ра-спад 2п -f 2р + 2е (0 0 + 2), захват антинейтрино нейтроном [c.641]

Выше были описаны некоторые способы, позволяющ ие найти точное значение масс заряженных частиц. В этих способах используются свойства частиц, обусловленные наличием у них заряда. Но как быть с я°-мезоном, который не имеет заряда В этом случае так же, как при определении точного значения массы нейтрона, были использованы законы сохранения энергии и импульса, с помощью которых проанализировали опыт по изучению взаимодействия я -мезонов с водородом. [c.150]

Наиболее наглядным примером нарушения закона сохранения изоспина является реакция распада свободного нейтрона n- pev . На кварковом языке -распад нейтрона сводится [c.197]

Атомный номер Z равен электрическому заряду ядра в единицах абсолютной величины заряда электрона. Электрический заряд является целочисленной ) величиной, строго сохраняющейся при любых (в том числе и при неэлектромагнитных) взаимодействиях. Совокупность имеющихся экспериментальных данных о взаимопревращениях атомных ядер и элементарных частиц показывает, что кроме закона сохранения электрического заряда существует аналогичный строгий закон сохранения барионного заряда. Именно, каждой частице можно приписать некоторое значение барионного заряда, причем алгебраическая сумма барионных зарядов всех частиц остается неизменной при каких угодно процессах. Барионные заряды всех частиц целочисленны. Барионный заряд электрона и v-кванта )авен нулю, а барионные заряды протона и нейтрона равны единице. Лоэтому массовое число А является барионным зарядом ядра. Закон сохранения барионного заряда обеспечивает стабильность атомных ядер. Например, этим законом запрещается выгодное энергетически и разрешенное всеми остальными законами сохранения превращение двух нейтронов ядра в пару легчайших частиц — v-квантов. Закон [c.35]

Дж. Чэдвик первый предположил, что новое проникающее излучение состоит не из фотонов, а из тяжелых нейтральных частиц, которые он назвал нейтронами. Он же определил массу нейтрона, сравнивая энергии и импульсы ядер отдачи водорода и азота. Действительно, если написать законы сохранения энергии и импульса для столкновения нейтрона с протоном и с ядром азота, то мы получим четыре уравнения [c.530]

Нейтроны не имеют электрического заряда, и, следовательно, механизм их взаимодействия с веществом иной по сравнению с тем случаем, когда главную роль играют кулонов-ские силы. Как отмечалось в гл. 7, нейтроны можно охарактеризовать их скоростью. Heii-троны с энергией менее 0,05 эВ называют теп-ловыми , нейтроны с энергией до 0,1 кэВ относят к медленным, а с энергией, превышающей 0,1 кэБ, — к быстрым. Быстрые нейтроны передают энергию главным образом в результате прямых столкновений с ядрами. Если масса ядра более чем в 5 раз превосходит массу нейтрона, при таком столкновении в соответствии с законами сохранения энергии и момента количества движения количество энергии, передаваемой ядру, будет очень незначительно. Иначе обстоит дело при взаимодействии нейтронов с живой тканью, содержащей большое количество атомов водорода и [c.336]

Эксперим. проверка 3. с. 3. основывается на проверке стабильности электрона и нулевой массы покоя фотона. Анализ возможных явлений атм. электричества, к-рые могли бы возникнуть в результате распадов электронов в атмосфере, даёт для нижней границы вре.мени жизни электрона > лет. Существование крупномасштабного магн. поля в дисковой составляющей Галактики приводит к самому сильному ограничению сверху на допустимую величину массы фотона 10эВ. Это ограничение делает весьма проблематичным построение физ. теории, допускающей нарушение закона сохранения электрич. заряда. Подтверждением 3. с. 3. служит также строгое равенство (по абс. величине) электрич. зарядов электрона и протона. Изучение движения атомов (молекул) и микроскопич. тел в электрич. полях подтверждает электронеитраль-ность вещества и, соответственно, равенство зарядов электрона и протона (и электронейтральность нейтрона) с точностью 10 2 . [c.53]

Н. р. н. в кристаллах. Наиб, успешно метод Н. р. н. используется при исследовании колебаний кристаллической решётки. Он позволяет определить фононные дисперсионные кривые и плотность фононных состояний. Кристаллы обладают трансляц. симметрией, и поэтому малые колебания атомов в них характеризуются определёнными значениями волнового вектора д, характеризующего пространств, когерентность смещений атомов решётки. В результате этого зависимость сечения когерентного (однофононного) рассеяния нейтронов от их энергии содержит резко выраженные пики, положение к-рых определяется законами сохранения энергии /гео = в импульса йО Н(д Н), где (Од,(д) — [c.343]

Ключ к пониманию О. м. я., а также метода Харг-ри — Фока с эфф. силами дают теория ферми-шидкости Ландау и построенная на её принципах теория конечных ферми-системы (ТКФС) [3]. Основа этих теории — концепция квазичастиц, согласно к-рой в ферми-сис-теме с сильным взаимодействием между частицами существует ветвь одночастичных фермионных возбуждений — квазичастиц, движущихся в ср. поле, создаваемом др. частицами. Если энергия квазичастичного возбуждения невелика, то оно может жить достаточно долго вероятность испытать неупругое столкновение мала из-за действия принципа Паули, резко ограничивающего число допустимых конечных состояний. Свойства таких возбуждений похожи на свойства возбуждения газа невзаимодействующих фермионов, помещённых в потенциальную яму. Так, спин их равен 2, заряды по отношению к электрич. полю равны е для протонной квазичастицы и 0 — для нейтронной. Все эти утверждения следуют из точных законов сохранения. [c.380]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...