Свойства нейтронов различных энергий

Свойства нейтронов различных энергий [c.531]

Ядерно-физические свойства урана. Природный уран является сырьевой основой ядерного топлива для современной ядерной энергетики. Под воздействием нейтронов различной энергии в ядерном топливе происходят два вида ядерных превращений деление на две части тяжелых ядер и образование новых, более тяжелых ядер в результате захвата нейтронов. Вероятность этих реакций и количественное соотношение между ними характеризуются сечениями реакций деления ст/ и радиационного захвата Onv, а также соотношениями этих сечений . Сечения реакций измеряются в барнах (1 6=10-2 см2). [c.149]

Энергетический спектр нейтронов деления для изотопа приведен на рис. 9.7. Такого рода спектры сходны для всех делящихся изотопов имеется сильный разброс по энергиям, причем основная масса нейтронов имеет энергии в области 1—3 МэВ. Возникшие при делении нейтроны замедляются, диффундируют на некоторое расстояние и поглощаются либо с делением, либо без него. В зависимости от свойств среды нейтроны успевают до поглощения замедлиться до различных энергий. При наличии хорошего замед- лителя основная масса нейтронов успевает замедлиться до тепловых энергий порядка 0,025 эВ. В этом случае цепная реакция называется медленной, или, что то же самое, тепловой. При отсутствии специального замедлителя нейтроны успевают замедлиться лишь до энергий 0,1—0,4 МэВ, так как все делящиеся изотопы — тяжелые [c.569]

Для сопоставления результатов экспериментов, проведенных в различных реакторах, необходимо было ввести количественную меру, всесторонне характеризующую условия облучения, влияющие на свойства тензорезисторов. Наиболее распространенный метод учета числа нейтронов с энергией выше определенной Е 0,8 МэВ) не дал удовлетворительных результатов. Это связано с существенно различными энергетическими спектрами нейтронов исследовательских реакторов, а также с неучитываемым влиянием потока тепловых нейтронов (вследствие реакции п- у). Использование более сложных методов описания радиационных условий с, учетом всех параметров нейтронного потока затруднено в связи с трудоемкостью процесса измерения спектра нейтронов. [c.12]

Изомерными ядрами называются ядра, которые содержат одинаковое число протонов и одинаковое число нейтронов, но обладают различными физическими свойствами разный период полураспада, разная энергия связи, разные спины и т. д. Различие в физических свойствах изомерных ядер связано с тем, что они находятся в различных квантовомеханических состояниях. Одно из этих ядер обычно соответствует основному состоянию, а второе — возбужденному метастабильному (относительно устойчивому) состоянию. Но это возбужденное состояние ядра обладает настолько большим временем жизни по сравнению с жизнью ядра в обычных возбужденных состояниях, получающихся при ядерных реакциях, что такое ядро может рассматриваться как самостоятельное ядро. Ядро, пребывающее в возбужденном состоянии, обычно называется верхним изомером, а ядро в основном состоянии — основным изомером. Известны случаи, когда ядро имеет одно или несколько изомерных [c.191]

Рис. 43.12. Равновесная плотность потока нейтронов как функция энергии на различных глубинах в атмосфере на широте 44° [33]. Поток нейтронов у земной поверхности в области энергии 1—10 эВ претерпевает значительные флуктуации с изменением свойств почвы (например, при наличии или отсутствии влаги) и других трудно учитываемых локальных факторов

Коэффициент D в (6.59), кроме мировых постоянных и константы, характеризующей интенсивность слабых взаимодействий, может еще зависеть от энергий Е, Е , от взаимных ориентаций спинов и от угла между импульсами электрона и антинейтрино. Происхождение этих зависимостей может быть двояким. Во-первых, коэффициент D может зависеть от энергии за счет свойств слабых взаимодействий. Такая зависимость будет проявляться во всех без исключения распадах, в том числе в распаде свободного нейтрона. Во-вторых, зависимость D от Е может возникнуть за счет особенностей структуры ядра. В этом случае D будет константой для распада свободного нейтрона и для тех распадов, при которых не меняется конфигурация нуклонов в ядре. В остальных случаях форма спектра будет различной для ядер разных типов. [c.237]

Действие ядерных излучений на вещество в общих чертах состоит из следующих процессов. Во-первых, налетающие частицы, сталкиваясь с электронами, выбивают их, производя в веществе ионизацию (иногда возбуждение) атомов. Во-вторых, налетающие частицы достаточно высоких энергий при неупругом ядерном столкновении с ядрами могут частично разрушать ядра, например, выбивая из них протоны и нейтроны, ведет к появлению в веществе новых изотопов, в том числе новых элементов. Эти новые изотопы часто оказываются радиоактивными. В результате в веществе возникает наведенная активность. В-третьих, при выбивании электронов во многих веществах, особенно органических, могут разрушаться или, наоборот, возникать различные химические связи, что приводит к изменению химической структуры вещества. В-четвертых, при упругих столкновениях налетающих частиц с ядрами атомы вещества выбиваются из своих положений в кристаллической решетке в другие узлы или в междоузлия. В результате в решетке образуются разного рода дефекты, влияющие на различные физические свойства кристаллов. [c.456]

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]

Сторонние проникающие частицы и образованные ими каскады, кроме того, создают локальную ионизацию, что влияет на те процессы в изоляторах и проводниках, которые зависят от зарядового состояния — отжиг, диффузию, образование вакансионных кластеров и центров окраски. Следовательно, для того чтобы успешно проводить исследования изменений свойств реакторных материалов под облучением и находить пути к минимизации этих изменений, прежде всего необходимо знать, как тяжелая частица отдает свою энергию, двигаясь в веществе. В частности, нужно обладать теоретическими и экспериментальными методами определения распределения пробегов проникающих ионов и энергии, вложенной в движение атомов материала — мишени, поскольку именно этими величинами определяется концентрационный профиль точечных дефектов. Мы остановимся здесь на кинетическом подходе к описанию каскадов [25—30], в основу которого положены методы, развитые в теории переноса нейтронов, поскольку, во-первых, с помощью этого подхода в настоящее время разработаны программы расчета с необходимой (10—15%) точностью концентрационных профилей радиационных повреждений [31, 32) и, во-вторых, он далеко не исчерпал себя как в смысле повышения точности, так и в смысле увеличения композиционной сложности материалов, доступных исследованию. Дополненный расчетами спектров ПВА, образованных различными [c.46]

Поведение тепловых нейтронов в решетке урана с замедлителем не так просто. Очевидно, что для установления действительного теплового равновесия между нейтронами и замедлителем необходимо бесконечно большое число столкновений, а в хорошо сконструированной решетке нейтроны поглощаются ураном после относительно небольшого числа соударений. В результате этого энергетический спектр нейтронов останется сложным, и их средняя энергия будет оставаться значительно выше ЛТ. Эта средняя энергия будет различной даже в разных точках решетки. Действительное распределение по энергиям будет зависеть как от поглощающих свойств материалов, так и от их замедляющих свойств. Последние, в свою очередь, зависят от атомного веса замедлителя, от величины химической связи (эффект Ферми) и от кри- [c.92]

При выборе теплоносителей учитываются их ядерные и теплофизические свойства. Из ядерных свойств важнейшим является минимальное поглощение нейтронов — малое сечение захвата нейтронов , а для реакторов, работающих на быстрых нейтронах, — малый коэффициент замедления нейтронов. Из теплофизических свойств важнейшими являются те, которые определяют коэффициент теплоотдачи, расход энергии на циркуляцию (перекачку) теплоносителя и зависимость температуры кипения от давления. Существенное значение имеет стойкость теплоносителя в условиях работы реактора и отсутствие коррозийной активности к различным материалам, используемым в реакторе и теплообменной аппаратуре. В качестве теплоносителей целесообразнее использовать воду под давлением (не кипящую) кипящую воду из газов — гелий и углекислый газ из жидких металлов — натрий и сплав натрия с калием. [c.394]

Носителями энергии, помимо различных элементарных частиц вещества молекулы, атомы, электроны, нейтроны и т. п.), являются также множества раздробленных частиц твердого тела (различные сыпучие массы), множества возмущенных масс в турбулентных потоках жидкостей и газов (турбулентные моли ). В качестве носителей энергии служат волны упругих колебаний частиц вещества среды или отдельных ансамблей частиц, электромагнитные волны излучения. Последние виды носителей энергии при сохранении волновых свойств могут рассмат- [c.12]

Если излучения рассматривать как частицы, то рентгеновские фотоны, электроны и нейтроны (как показывают эксперименты по столкновению их с другими частицами или, более практически, их получение и регистрация) обладают весьма различными свойствами. Однако если рассматривать только распространение излучений в пространстве и их рассеяние веществом или полями без заметных потерь энергии, то все их можно рассматривать как волны, описываемые волновыми функциями. Эти функции являются решениями дифференциальных уравнений одного типа — волнового уравнения. Следовательно, мы можем иметь дело с относительно простой полуклассической волновой механикой, а не с полной квантовой механикой, необходимой для рассмотрения взаимодействий квантов, включающих изменения энергии. Практические различия в экспериментальных методах и интерпретации измеряемых интенсивностей при различных излучениях, возникают из-за различных значений параметров в волновом уравнении.. [c.15]

Затем мы дадим перечень тех критических точек, которые могут быть предсказаны из свойств симметрии. Непосредственно может быть определен симметрический набор критических точек и дана их классификация в соответствии с теорией Морзе. Кроме того, будет дан обзор проведенного анализа критических точек в нескольких кристаллах со структурой алмаза (в германии, кремнии и алмазе), основанного на дополнительной ин- формации о дисперсии фононов, полученной комбинированием детальных расчетов и измерений неупругого рассеяния нейтронов. Вслед за изучением роли критических точек в дисперсии фононов (т. е. в однофононных состояниях) полезно привести результаты подобного же анализа для объединенной, т. е. двухфононной, функции распределения частот в различных кристаллах типа алмаза и сравнить их с имеющимися оптическими исследованиями в двухфононной области энергий. [c.148]

Поведение ядерного реактора определяется распределением нейтронов по пространству, энергии и во времени, и одна нз основных задач теории ядерных реакторов —предсказание этого распределения. В принципе, это можно сделать, решая уравнение переноса, часто называемое уравнением Больцмана из-за его схожести с выражением, полученным Больцманом для кинетической теории газов. В настоящей главе выведены различные формы уравнения переноса нейтронов, а также обсуждены некоторые их общие свойства. [c.7]

При очень низких энергиях нейтронов длина волны нейтрона становится сравнимой с межъядерными расстояниями. В этом случае может возникать интерференция между нейтронными волнами, рассеянными различными ядрами. Такое когерентное рассеяние определяется как свойствами ядер, так и их положением в пространстве, т. е. в кристаллической решетке. Рассеяние, таким образом, зависит от ориентации оси кристалла по отношению к направлению движения нейтронов. Это явление следует учитывать при изучении физики низкоэнергетических нейтронов, но оно обычно не играет роли в реакторах. Это явление обсуждается в гл. 7 в связи с термализацией нейтронов. [c.30]

Как следствие описанных выше э( ектов, сечения рассеяния, использующиеся в уравнении переноса в области тепловых энергий, оказываются сложными функциями энергии. Сечения зависят от физических и химических свойств и температуры рассеивающего материала, а в некоторых случаях также от ориентации молекул вещества относительно направления движения нейтронов. Из-за сложности сечений рассеяния в области тепловых энергий большинство данных все еще не получено экспериментально, хотя в этом отношении и достигнут значительный прогресс (см. разд. 7.4.7). В связи с этим для удовлетворительного изучения проблемы термализации обычно необходимо использовать сечения рассеяния, рассчитанные в соответствии с различными моделями процесса рассеяния. [c.249]

Исследование различных свойств атомиых ядер (энергия связи, распространенность в природе, особенности а- и р-распада и др.) локазывает особую устойчивость ядер, содержащих 2, 8, 20, 50, 82 или 126 (магические числа) протонов или нейтронов. Подобное поведение атомных ядер объясняется в оболочечной модели ядра, построенной по аналогии с моделью электронных оболочек в атоме. [c.200]

Академик Бруно Понтекорво, ныне работающий в Дубне, а в молодости имевший счастье сотрудничать с Ферми, пишет в своих воспоминаниях Награждение Нобелевской премией считается признаком достижения вершин в науке. Невольно спрашиваешь если бы иссле -дования Ферми публиковались различными авторами, скольких Нобелевских премий они могли быть удостоены Мне кажется, что не менее шести, а именно за статистику, теорию бета-распада, исследования по свойствам нейтронов, совокупность теоретических работ о структуре атомов и молекул, создание первого атомного реактора, работы по физике высоких энергий . [c.171]

Вероятность столкновения частицы (например, нейтрона) с атомным ядром зависит от площади мишени, то есть от поперечного сечения ядра. Однако при определении вероятности возникновения ядерной реакции следует учитывать, что атомное ядро представляет собой специфический источник ядерных и электрических сил, и поэтому имеет смысл говорить об эффективном поперечном ядерном сечении, которое, конечно, зависит от различных свойств данного ядра. Далее мы эту величину будем называть просто ядерным сечением, помНя, естественно, что оно не является собственно поперечным сечением атомного ядра. Величина ядерного сечения зависит и от свойств элементарных частиц, участвующих в ядерной реакции. Поскольку радиус действия электрических сил теоретически бесконечен, то, следовательно, для заряженных частиц, таких, как протоны и электроны, атомное ядро, благодаря своему положительному заряду, будет иметь ядерноё сечение, отлич ное от того, которое характерно для случая взаимодействия ядра с нейтроном, так как сфера действия ядерных сил не превышает см. Величине ядерного сечения присущи и другие зависимости от энергии пролетающей частицы, от конкретного типа ядерной реакции. Так, например, нейтрон может различным способом взаимодействовать с ядром урана он способен вызвать расщепление ядра, но может и просто быть захвачен ядром (без последующего расщепления). Для каждого из этих случаев существуют различные ядерные сечения, то есть имеются различные вероятности возникновения каждого из этих ядерных взаимодействий. [c.73]

Надежность и высокое качество проектов радиационной защиты ядерно-технических установок прямо зависят от качества моделей расчетов их адекватности реальным условиям и надежности константного обеспечения. Эти свойства расчетных моделей могут быть проверены только в результате измерений наиболее общей характеристики поля излучения за макетом радиационной защиты — спектра излучения в необходимом энергетическом интервале, обработанном по методике, дающей возможность вычислить погрешности восстановления спектра, а также погрешность определения любого линейного функционала от спектра. Для измерений спектра в области энергий нейтронов от 0,4—1 до 10— 5 МэВ в настоящее время применяют сцинтилляционный спектрометр быстрых нейтронов с кристаллом стильбена различных размеров и электронной схемой дискриминации импульсов от Y-фона по фронту нарастания импульсов. При измерении и обработке (восстановлении) спектра из измеренных амплитудных распределений возникают погрешности, обусловленные методикой эксперимента (неправильный учет фона, различных поправок и т. п.), применяемым методом обработки, а также статистические погрешности. Здесь описываются алгоритмы и программа восстановления спектров быстрых нейтронов и вычисления статистических погрешностей, вызванных статистикой отсчетов в каналах анализатора и нестабильностью регистрирующей аппаратуры спектрометра, приводящей к нестабильности энергетической шкалы анализатора импульсов. Проверку использованных алгоритмов и программы обработки проводили при измерении спектра быстрых нейтронов, образующихся при спонтанном распаде f. Этот спектр хорошо известен по результатам многочисленных экспериментов с использованием различных методик и является своеобразным международным стандартом . Измерения и обработки результатов проводили на измерительно-вычислительном комплексе (мини-ЭВМ 328 [c.328]

Радиоводород [тритий]. Свойства трития подробно обсуждаются в работах [134, 154]. Это вещество было открыто Резерфордом и др. [114] в реакции 1Н (с1, р) хН , или О (с1, р) Т. Некоторое время было неясно, который из изобаров ( Н или зНе ) является стабильным, однако после открытия р-активности трития и обнаружения стабильного Не в естественном гелии вопрос был разрешен [4, 5, 6, 7, 1, 2, 3]. Период полураспада трития составляет около 12 лет [112, 46]. Его распространенность в естественном водороде не должна превышать [32]. Излучение трития обладает исключительно малой энергией—верхняя граница спектра составляет всего лишь 18 кеУ [30]. Тритий, повидимому,, получается в больших количествах в котлах при радиационном захвате нейтронов дейтерием, но при этом получаются препараты с низкой удельной активностью [170]. Чистый тритий можно получить в циклотроне при реакции Ве (ё, 1) 22Не или в котле при реакции зЕ1 (п, а) Т [17, 10]. Другие приводящие к тритию ядерные реакции приведены в работе [20] Образование трития при различных реакциях, которые происходят с присутствующими в атмосфере ядрами под действием быстрых космических нейтронов, а также не связанные с его дочерним веществом Не геохимические вопросы подробно обсуждаются в работе [88]. Быстрые тритоны можно использовать в момент образования, для того чтобы вызвать ядерные реакции [82]. Реакция О—Т приводит к нейтронам очень большой энергии. [c.89]

Так, быстрые нейтроны теряют свою энергию при столкновении с ядрами, В органических молекулах с большим содержанием водорода ионизация молекул происходит под влиянием протоиов отдачи. В результате ионизации образуются свободные радикалы или атомы, различным образом взаимодействующие друг с другом с образованием новых соединений, что в конечном счете приводит к изменению первоначальных свойств вещества. [c.101]

Из выоокоогнеупориых окислов изготовляют различные детали для авиационных реактивных двигателей как газотурбинных, так и ракетных для конструирования атомных реакторов, использующих энергию для мирных целей. Керамические материалы применяют при постройке ядерных реакторов в качестве замедлителей нейтронов, в этом случае необходимо, чтобы они имели малый атомный вес и низкое поперечное сечение захвата нейтронов (коэффициент, пропорциональный рассеянию нейтронов в веществе), тепловых элементов, нагревающихся при протекании ядерных реакций, и как отражатели. Показатели этих ядерных свойств для некоторых высокоогнеупорных окислов приведены в табл. 61. [c.379]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...