Реакция захвата нейтронов

Реакции захвата нейтронов ядрами [c.267]

Реакции захвата нейтронов имеют важное практическое применение при использовании в качестве мишеней двух тяжелых элементов. [c.267]

Реакции захвата нейтронов ( , р) и ( , а) [c.268]

Реакция захвата (п, а). Поскольку высота потенциального барьера для а-частиц в 2 раза больше, чем для протона, такие реакции сравнительно редки, и в случае медленных нейтронов пока что наблюдались только две реакции захвата нейтронов с испусканием а-частиц (табл. 10.6). Реакция (п, а) используется для получения трития. [c.269]

Трансурановые элементы образуются в реакциях захвата нейтронов ядрами урана (или тория), имеющимися в активной зоне реактора. Кроме изотопов плутония, в реакторе образуются также нептуний и америций. Они имеют большие периоды полураспада и обладают большой токсичностью. Эти элементы следует накапливать и хранить вне активной зоны реактора. Через 1000 лет хранения радиоактивных отходов ядра этих тяжелых элементов будут основными источниками остаточной радиоактивности. [c.284]

Реакции (р, 7). В реакциях этого типа ядро-мишень захватывает протон, в результате чего образуется составное ядро в возбужденном состоянии, которое переходит в нормальное состояние путем испускания у-кванта. В результате образуется ядро с зарядом и массовым числом на единицу большими, чем у исходного ядра. Этот тип реакции называется радиационным захватом протона, подобно радиационному захвату нейтрона. [c.284]

Реакция деления ядер под действием нейтронов (протонов, а-частиц) протекает в два этапа. Первый этап реакции п, /) состоит в захвате нейтрона и образования составного ядра с массовым числом А I. Например, [c.306]

Так как реакции вида (п, у) сводятся к захвату нейтрона с последующим испусканием -кванта, они называются реакциями радиационного захвата нейтрона. [c.287]

Примером п, y)-реакции является процесс захвата нейтронов с энергией 1,46 эв индием [c.287]

После нескольких десятков соударений нейтроны деления замедляются до тепловой энергии и захватываются кадмием, растворенным в виде соли в сцинтилляторе. В процессе захвата нейтронов происходит (п, y) -реакция, сопровождающаяся испусканием у-квантов, которые также создают импульсы (2) в сцинтилляторе. Эти импульсы сдвинуты относительно первого импульса вдоль развертки осциллографа на время замедления нейтронов. Число импульсов соответствует числу испущенных нейтронов деления. [c.403]

Простейшим ядерным превращением этого вида является реакция радиационного захвата нейтрона ядром урана с последующим (3-распадом образовавшегося изотопа урана [c.413]

Вернемся к вопросу об определении момента и четности уровней ядра Измерение углового распределения протонов реакции (59.2) показало, что для протонов с максимальной энергией оно совпадает с теоретической кривой, соответствующей захвату нейтрона с /э = /п = 2, а для протонов с кинетической энергией 7 р, = [(Т р)макс — 0,9] Мэе экспериментальное угловое распределение совпадает с наиболее анизотропной теоретической кривой k = U = 0). Первый случай соответствует образованию ядра в основном состоянии, второй — в первом возбужденном состоянии. [c.468]

Одна из типичных реакций прямого взаимодействия — процесс неполного проникновения дейтона в ядро — заключается в поляризации дейтона кулоновскими силами с последующим разрывом его на протон и нейтрон и захватом нейтрона ядром. Для реакции неполного проникновения дейтона в ядро харак- [c.469]

Обсудим теперь свойства важных для практики резонансных реакций (п, у) и (п, п) на средних и тяжелых ядрах. Графики сечений Onv радиационного захвата нейтронов как функции их энергий представляют собой частокол из узких резонансов. В области энергий между нулем и низшим резонансом выполняется закон 1/то (см. формулу (4.35)). В окрестности каждого резонанса Е,, сечение имеет обычную брейт-вигнеровскую форму (4.43) (см. примечание к (4.43)) [c.140]

Захват нейтронов не участвующими в цепной реакции ядрами снижает интенсивность реакции, но может быть полезным в отношении образования новых ценных изотопов. Так, при поглощении нейтронов неспособными к цепной реакции изотопами урана [c.568]

А так как замедление на таком тяжелом ядре, как уран, идет мелкими шагами , то при прохождении через резонансную область замедляющийся нейтрон обязательно наткнется на один из резонансов и поглотится. Отсюда следует, что на естественном уране без посторонних примесей цепную реакцию осуществить нельзя на быстрых нейтронах реакция не идет из-за малости коэффициента т], а медленные нейтроны не могут образоваться. Для того чтобы избежать резонансного захвата нейтрона, надо использовать для замедления очень легкие ядра, на которых замедление идет крупными шагами , что резко увеличивает вероятность благополучного проскакивания нейтрона через резонансную область энергий. Как мы знаем из гл. X, 4, наилучшими элементами-замедлителями являются водород, дейтерий, бериллий, углерод. Поэтому используемые на практике замедлители в основном сводятся к тяжелой воде, бериллию, окиси бериллия, графиту, а также обычной воде, которая замедляет нейтроны не хуже тяжелой воды, но поглощает их в гораздо большем количестве. Замедлитель должен быть хорошо очищен. Заметим, что для осуществления медленной реакции замедлителя должно быть в десятки, а то и в сотни раз больше, чем урана, чтобы предотвратить резонансные столкновения нейтронов с ядрами [c.574]

Расход ядерного топлива определяется числом ядер, участвующих в реакции деления и захвата нейтронов. Связь между выделением энергии 2с в реакторе и расходом В ядерного топлива выражается равенством [c.354]

Каждый нейтрон, выведенный за пределы внутриреакторного потока, снижает способность реактора поддерживать цепную реакцию. Чтобы в реакторе БН происходило расширенное воспроизводство ядерного топлива, необходимо получить достаточное число нейтронов в расчете на каждое деление. В этом случае будут обеспечены поддержание реакции деления, захват нейтронов в компенсация утечки и захват нейтронов в конструкционных и внутриреакторных материалах. Коэффициент воспроизводства ядерного топлива, выражающий степень эффективности размножения в данном реакторе, [c.176]

Ранее об альфа-частицах и протонах уже говорилось как о возможных продуктах различных ядерных реакций. А не могут ли они возникнуть и при распаде ядер-осколков На первый взгляд это кажется невозможным, поскольку излучение альфа-частицы или протона ядром-осколком, содержащим избыток нейтронов, увеличивает, а не уменьшает этот избыток Однако некоторое количество альфа-частиц, несомненно, присутствует в ядерных реакторах, работающих на уране или плутонии, так как эти элементы подвергаются медленному радиоактивному распаду, сопровождающемуся испусканием альфа-частиц 32. Кроме того, альфа-частицы могут образовываться в результате ядерных реакций в реакторе, при которых нейтрон поглощается легким ядром, а не ядром урана. Одной из таких реакций, которую и на самом деле используют для управления реактором, является захват нейтрона ядром бора-10, которое затем делится на ядро лития-7 и альфа-частицу (ядро гелия-4) [c.57]

Вследствие своей низкой стоимости вода сейчас широко используется как эффективная теплопередающая среда, замедлитель и защита в реакторах различного типа. Наряду с этими полезными функциями имеют место и другие процессы. В первичных процессах передачи тепла от источника к потребителю вода переносит твердые вещества и газы от реактора к другим частям системы. Основной процесс замедления нейтронов сопровождается захватом нейтронов и протонов, в результате чего образуются нежелательные радиоактивные примеси. Использование воды для поглощения энергии излучения связано с реакциями диссоциации. Наконец, вода химически реагирует практически со всеми материалами, которые могут быть использованы в реакторах. Систематическое рассмотрение этих процессов, свойств воды и других реакторных материалов, их применение для проектируемых водяных реакторов и находящихся в эксплуатации составляют основу современной технологии водного теплоносителя реактора. [c.7]

Реакция деления тяжелых элементов. Основным процессом реакторной техники является реакция деления. Захват нейтрона делящимся ядром приводит к его расщеплению с выделением значительной энергии и испусканием избыточных нейтронов. Когда скорость образования нейтронов равна или превосходит суммарную скорость их поглощения внутри реактора и вылета за его пределы, возникает самоподдерживающаяся цепная реакция. Реакторная физика исследует условия поддержания цепной реакции деления в рассматриваемой системе делящихся и неделящихся материалов и определяет распределение плотности нейтронных реакций внутри системы. Ядерная химия изучает химические последствия тех или иных нейтронных реакций (в том числе реакции деления), протекающих в реакторе. Первоочередная задача при этом состоит в определении состава продуктов деления и в оценке важности их свойств для практического использования. Сначала будет проведено общее рассмотрение процесса деления, а затем дана классификация продуктов деления с точки зрения их полезности и важности в реакторной технике. [c.120]

Применение графита в качестве замедлителя и конструкционного материала в строительстве ядерных реакторов обусловлено его сравнительно небольшой стоимостью, легкостью механической обработки, малым сечением захвата нейтронов ( 4 м барн) и хорошей замедляющей способностью. Графит снижает энергию нейтронов, которые участвуют в делении. Это замедление происходит в результате упругого соударения между нейтронами и атомами замедлителя. По величине коэффициента замедления М, т. е. отношению замедляющей способности к макроскопическому сечению поглощения, реакторный графит (М = 190) хотя и далек от тяжелой воды (М = 3300), но близок к бериллию (М = 150), окиси бериллия М = 200) и значительно выше воды (М = 61). Замедляющая способность графита объясняется его малым (12,01) атомным весом. Он был применен в реакторе, на котором в СССР впервые была осуществлена цепная реакция. В реакторах атомных электростанций также используется в качестве замедлителя графит. [c.390]

Реакция типа (л, у), т. е. захват нейтрона п и испускание у-лучей, — наиболее распространенная реакция, которая приводит к образованию изотопа того же элемента, но имеющего массу, большую на единицу, чем у исходного элемента. [c.67]

Содержание элемента пропорционально интенсивности испускаемого им излучения. Интенсивность излучения в этом случае зависит от интенсивности потока нейтронов эффективного сечения соответствующей реакции и числа атомов элемента, участвующего в реакции, т. е. / = Фз М, где аз — эффективное поперечное сечение реакции захвата ядерной частицы с последующим излучением. [c.137]

Большинство углеводородов имеет низкую летучесть, что обеспечивает возможность работы реактора при достаточно высокой температуре и низком давлении. Органические соединения не реагируют с обычными металлами и мало реагируют с ураном. Уран, слегка легированный цирконием, обладает весьма высокой стойкостью в дифениле [Л. 11]. Отсутствие кислорода в соединениях и стабильность первых продуктов реакции водорода и углерода с нейтронами незначительно активируют соединения, когда они проходят через активную зону реактора. Эти качества дают преимущества в использовании их по сравнению с водой. Вместе с тем небольшой захват нейтронов и хорошие качества замедлителя делают эти соединения приемлемыми для использования одновременно в качестве замедлителя и теплоносителя. [c.179]

Упругое рассеяние нейтронов (п, п ) происходит на всех ядрах и при любых энергиях с заметной вероятностью. При ниже энергии первого возбуждённого уровня ядра-мишени возможны также неупругие экзо-термич. ядерные реакции радиац. захват нейтрона (п, у), реакции с вылетом протонов (п, р) и а-частиц (п, а), деление ядер (п, / . [c.276]

Ядра железа характеризуются макс, энергией связи на нуклон, поэтому образование элементов тяжелее железа объясняют процессами, существенно отличными от реакций термоядерного синтеза,— процессами захвата нейтронов. Различают два вида реакций захвата яд- [c.364]

Происхождение подавляющего большинства изотопов тяжёлых хим. элементов, начиная с углерода и кончая долгоживущими трансактиниевыми нуклидами (а возможно, и сверхтяжёлыми), обязано синтезу ядер в звёздах и во взрывах звёзд. Ядра элементов от углерода до никеля образуются в недрах звёзд в условиях высокой темп-ры в реакциях термоядерного синтеза. Ядра более тяжёлых элементов образуются, скорее всего, в массивных звёздах и во взрывах звёзд в результате последоват. реакций захвата нейтронов. Ядерный [c.364]

Варьируя сорт и энергию бомбардирующих частиц и ядра мишени, можно возбуждать в изучаемых ядрах раэл. системы состояний. Так, в реакциях захвата нейтронов низкой энергии (< I кэВ) в ядро мишени вносится небольшой угл. момент /, что позволяет изучать систему низкоспиновых состояний ядер вплоть до энергии связи нейтро- [c.657]

ПОГЛОЩЕНИЕ НЕЙТРОНОВ в веществе связано с реакциями захвата нейтронов ядрами вещества (п, Y), (п, а), (п, р) напр., dii (n, [c.68]

В тех случаях, когда энергия возбуждения ядра-продукта оказывается равной энергии отделения нуклона или больше ее, испускание у-лучей также может быть преобладающим эффектом, если испускание нуклона почему-либо затруднено. В части второй книги будут рассмотрены реакции радиационного захвата медленных нейтронов, в которых возбуждение ядра, полученное за счет энергии связи захваченного нейтрона, снимается испусканием двух-трех Y-KBaHTOB. Процесс испускания у-кван-тов в этом случае оказывается более вероятным, чем обратное отделение нейтрона, так как последнее связано с необходимостью концентрации всей энергии возбуждения на одном нуклоне, который к тому же должен находиться вблизи границы ядра. Это явление маловероятно из-за того, что сразу же после захвата нейтрона вносимая им энергия связи быстро перераспределяется в ядре между всеми его нуклонами. [c.165]

Для ряда элементов, особенно легких, активация медленными нейтронами либо слишком мала, либо приводит к образованию слишком короткоживущих ядер, что делает невозможным активационный анализ по крайней мере в его традиционной форме. В таких случаях для активации используют быстрые нейтроны, быстрые заряженные частицы (протоны, дейтроны, а-частицы, ядра аНе ), а также у-кванты с энергией свыше 10—15 МэВ из электронных ускорителей. Нейтронный пучок с энергией 14 МэВ из d — t-разрядной трубки используется, например, для определения концентрации празеодима. Празеодим имеет единственный стабильный изотоп 5вРг , который обладает замкнутой нейтронной оболочкой (N =82). Сечение захвата нейтрона этим ядром мало, так что оно практически не активируется тепловыми нейтронами. Быстрые же нейтроны вступают с празеодимом в реакцию (п, 2п) с образованием пози-тронно-активного изотопа (Г , = 3,4 мин). По активности [c.687]

Помимо указанной реакции, при облучении нейтронами не которых элементов протекают реакции типа (п, р), т, е. про исходит захват нейтрона и испускается протон, или по реакции (п, у), когда получаются изотопы, которые в последующем пре терпевают р-распад, например получение иода-131 из тел лура-130. [c.68]

В настоящее время в этом методе используется главным образом радиационный захват нейтронов с реакцией (л, 7) и большим эффективным сечением. Сечение реакции п, f) тяжелых ядер приближенно выражается соотношением Од = 160/ / барн, где Е — энергия нейтронов в элек-тронвольтах. Сечения особенно велики в области тепловых нейтронов [12]. [c.137]

Вероятно, наиболее значительное воздействие на материалы оказывают ядерные превращения основных и легирующих элементов при взаимодействии их с тепловыми нейтронами. При этом больщннство эффектов связано с появлением гелия, образующегося при взаимодействии нейтронов с ядрами °В, или при реакции, в которой Ni сначала превращается в Ni, затем в результате реакции (п, а) превращается в Ре и гелий. Реакция на ядрах бора существенна при относительно малых дозах облучения, так как имеет высокое сечение захвата нейтронов и поэтому быстро выгорает, а реакция на ядрах никеля существенна при очень высоких дозах, так как образование гелия пропорционально квадрату флюенса нейтронов. Рис. 8.4 иллюстрирует изменение числа атомов гелия на 1г никеля с флюенсом тепловых нейтронов. При содержании бора 2-10 % это число составляет l,6 10 (в естественном боре 20% изотопа Б). Бор в количестве 2-10 —5-10 2% добавляют к некоторым аустенитным сталям для улучшения их свойств, где обычно он концентрируется по границам зерен. При флюенсах тепловых нейтронов 3-1№4 нейтр/см гелий, получающийся при ядерных реакциях В, является преобладающим, но при более высоких флюенсах количество гелия, образовавшегося по реакции (и, а) на ядрах никеля, далеко превосходит его. Однако гелий, получаемый на ядрах никеля, первоначально диспергирован по всему материалу и только при температуре >750° С он мигрирует к границам зерен. Действие гелия, полученного таким образом, хотя и недостаточно для уменьшения пластичности, приводящего к разрушению изделия, должно учитываться в расчетах. Уменьшение пластичности малозаметно до концентрации гелия 10 % при температуре <750° С. Более заметен этот эффект для таких сплавов, как Р516, которые содержат до 5-10 7о В и 40% Ni, хотя изготовляемые из них узлы не подвергаются значительному нагружению при высокой температуре в процессе эксплуатации тепловыделяющего элемента. [c.97]

Особенности работы реакторов при скользящем давлении пара перед турбиной. Применение скользящего давления для турбоагрегатов АЭС оказывает существенное влияние на физические процессы в реакторах. Мощность реактора пропорциональна числу делений ядер в его активной зоне за единицу времени. Деление происходит в результате захвата нейтрона ядром изотопа урана или другого ядерного горючего, поэтому мощность пропорциональна участвующему в реакции потоку нейтронов. При каждом акте деления образуются 2—3 мгновенных нейтрона. При последующем распаде осколков деления выделяется дополнительное количество запаздывающих нейтронов. Отношение числа нейтронов последующего поколения к числу нейтронов предшествующего поколения называют эффективным коэффициентом размножения йэф. Величину р= кэф 1)1кдф называют реактивностью реактора. [c.152]

Широкое распространение нейтронно-активац. анализа обусловлено его высокой чувствительностью, связанной с большим сечением реакции захвата ядрами тепловых нейтронов н наличием мощных источников нейтронов (ядерные реакторы, ускорители и др.). Чувствительность (предел обнаружения) большинства элементов при использовании нейтронных потоков 10 см" с составляет 10 —10 %. Предел обнаружения 10 —10 %, достаточный для решения многих задач, может быть по,чучен при исиользованик ампульных нейтронных источников (калифорниевого, сурьмяно-бериллиевого). Анализ лёгких элементов, плохо активирующихся тепловыми ней- [c.37]

Образованно обойдённых ядер (не способных образо-ват1.ся при захватах нейтронов) теория объясняет существованием р-процссса, т. с. захвата ядрами протонов в реакциях (р, у), (р, i), (р, 2п), а также процесса образования этих ядер в реакциях с участием нейтрино (напр., Z- -l)+e-], излучаемых кол- [c.271]

Неравновесные плазменные явления приводят также к тому, что нлазма не только мощно излучает, но и становится турбулентной за счёт того, что определ. типы возбуждаемых волн и колебаний либо задерживаются в плазме долго либо вообще не моГут покинуть плазму напр., ленгмюровские колебания). Это позволяет найти путь для решения проблемы т. н. <4обойдённых элементов в теории происхождения элементов во Вселенной. Наиб, распространённая теория происхождения элементов предполагает, что из исходных протонов и нейтронов элементы образуются путём последоват. захвата нейтронов, а когда новы11 изотоп перегружен нейтронами, то в результате его радиоактивного распада с испусканием электрона и антинейтрино возникает новый элемент. Однако есть обойдённые элементы нанр., дейтерий, литий, бор и т. д.), образование к-рых нельзя объяснить захватом нейтронов их происхождение, возможно, связано с ускорением заряж. частиц в областях с высокой степенью плазменной турбулентности и последующими ядер-ными реакциями ускоренных частиц. [c.470]

Медленные нейтроны в основном упруго рассеиваются на ядрах или вызывают экзотермич. ядерные реакции. К таким реакциям относится захват нейтрона ядром, сопровождающийся вылетом из ядра одного или неск. у-квантов (радиационный захват). Три др. типа ядерных реакций, энергетически выгодных для ряда ядер после захвата медленного нейтрона,— (п, р), (п. а) п деление ядер. Реакции Не(п, р) Н B(n,a) Li [c.278]

Радиоактивные индикаторы. Захват нейтрона стабильными ядрами часто приводит к образованию р-ак-тивных ядер. Облучённые нейтронами вещества (индикаторы) в виде тонких фольг (Ап, 1п, Ag, Си и т. д.) помещаются перед детектором р-частиц. Если период полураспада 2 <д значительно больше времени облучения индикатора, то по величине р-активности можно определить кол-во нейтронов, попавших в индикатор аа время облучения. Измерения абс. р-активности требуют знания телесного угла, поглощения и рассеяния р-частиц в самом индикаторе и стенках детектора. Для относит, измерений нейтронных потоков достаточно ограничиться измерениями 8-активностей индикаторов в тождеств, условиях. Так измеряют, напр., пространств, распределение нейтронов в активной зоне реактора. Для измерения интенсивности слабых нейтронных потоков пользуются радиохимия, методом, основанном на Сциларда — Чалмерса эффекте. Для детектирования быстрых нейтронов используются реакции (п, р) (п, 2 п) (п, а), пороги к-рых 10 МэВ, а сечения 0,5 барна, приводящие к образованию р-активных ядер. Бета-расиад короткожи-вущих ядер радиатора (Т>/, й 1с) вызывает электрич. ток в т. н. датчиках прямой зарядки, применяемых для детектирования интенсивных потоков нейтронов. [c.280]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...