Нейтронные волны в средах

НЕЙТРОННЫЕ ВОЛНЫ В СРЕДАХ [c.549]

Нейтронные волны в средах [c.549]

Анализ задачи о распространении нейтронной волны в среде показывает, что интерференция плоской первичной волны, имеющей волновой вектор к, с рассеянными сферич. волнами приводит к быстрому затуханию первичной волны. Вместо неё в среде распространяется [c.273]

НЕЙТРОННАЯ Оптика — раздел нейтронной физики, в к-ром изучаются волновые свойства нейтрона, процессы распространения нейтронных волн в разных веществах и полях. К числу таких процессов относятся дифракция и интерференция нейтронных волн, преломление и отражение нейтронных пучков на границе раздела двух сред. В силу принципа корпускулярно-волнового дуализма нейтрон может проявлять себя как частица с энергией и импульсом р или как волна с частотой ю 2я /Л, длиной волны X — h/p и волновым вектором к = 2яр/Л. Волновые свойства отчётливо проявляются у нейтронов низких энергий, длина волны к-рых порядка или больше межатомных расстояний в веществе см). [c.273]

Согласно оптической модели, ядро представляет собой не черный , абсолютно поглощающий шар (как предполагается в боровской модели), а серую полупрозрачную сферу с определенными коэффициентами преломления и поглощения. При попадании на та<кую сферу нейтронная волна испытывает все виды взаимодействия, характерные для распространения света в полупрозрачной оптической среде (отражение, преломление и поглощение). Прошедшая часть волны, приобретя фазовый сдвиг б, интерферирует с падающей волной. В зависимости от [c.353]

НЕЙТРОНОГРАФИЯ — совокупность методов исследования структуры и свойств вещества с помощью рассеяния нейтронов низких энергий (< 1 эВ). Длина волны де Бройля медленных нейтронов соизмерима с межатомными расстояниями в конденсир. средах, что позволяет изучать взаимное расположение атомов (см. Нейтронография структурная). Масса и кинетич. энергия нейтрона соизмеримы с массой атома и энергией межатомных взаимодействий в веществе, что позволяет с помощью неупругого рассеяния нейтронов исследовать динамич, свойства отд. атомов и молекул в среде. Магн. момент нейтрона взаимодействует с магн. моментами атомов, что позволяет по интенсивности и поляризации магн. рассеяния определять величины магн. моментов атомов, их взаимное расположение и ориентацию, динамич. свойства (см. Магнитная нейтронография). Н. применяется для исследования структурных, динамич. и магн. свойств практически всех известных форм конденсир. состояния вещества, от простых жидкостей и кристаллов до биологических макромолекул. [c.284]

Однако при прохождении таких медленных нейтронов из одной среды в другую они могут испытывать преломление и отражение. Эти явления можно описать макроскопически, вводя коэффициент преломления нейтронов п. Такое макроскопическое рассмотрение законно в том случае (так же, как в оптике), когда длина волны нейтронов значительно больше, чем расстояние между соседними атомами. Предполагая это условие выполненным, выведем выражение для коэффициента преломления п. [c.405]

Здесь будут рассмотрены некоторые аспекты нейтронной физики, в которых становится очевидным волновой характер нейтрона. Согласно результатам волновой, или квантовой, механики, аналогично излучению, всем частицам может быть присуща интерференция, для которой длина волны определяется соотношением де Бройля (Л = к/ту). Для наблюдения таких явлений необходимо, чтобы длина волны по порядку величины была сравнима с геометрическими размерами, фигурирующими в поставленной задаче. Поэтому целесообразно предварительно указать численные данные. Для так называемых тепловых нейтронов, т. е. для нейтронов, замедленных до скоростей теплового возбуждения, соответствующего температуре среды, или до энергии около 1/40 эв, по соотношению де Бройля для длины волны получается величина, равная 1,8 10 см. Так как эта величина близка к межатомному расстоянию, можно ожидать, что у нейтронов имеются явления диффракции в кристаллической решетке, подобные тем, которые наблюдаются у рентгеновских лучей, имеющих длину волны того же порядка. [c.114]

Рентгеновские и гамма-излучения обладают общим важным свойством они вызывают ионизацию молекул среды, через которую проходят, и называются ионизирующими. Ионизирующие излучения так же, как и радиоволны, инфракрасные, ультрафиолетовые лучи и видимый свет, являются электромагнитными колебаниями, но с очень малой длиной волны 3-10 . ..5-10 нм. Возникновение ионизирующих излучений связано с изменением энергетического состояния атома. Источниками гамма-излучения, применяемого в радиационной дефектоскопии, являются радиоактивные изотопы (радионуклиды). Искусственные превращения стабильных атомов в радионуклиды могут быть вызваны бомбардировкой их а-частицами, нейтронами и протонами. Наиболее эффек- [c.92]

Медленные нейтроны делятся также на холодные (с энергией меньше 0,025 эВ), тепловые и резонансные. Холодные нейтроны, характеризуясь большим сечением захвата ядрами, в значительной степени проявляют свои волновые свойства их длина волны де Бройля оказывается больше межатомных расстояний. Тепловые нейтроны (с энергией от 0,025 до 0,5 эВ) находятся в тепловом равновесии со средой в согласии с формулой [c.509]

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]

Распространение нейтронных волн в среде. Для нейтронов с энергией г, распространяющихся в свободном пространстве, решением ур-ния Шрёдингера (нерелятивистское приближение) является суперпозиция плоских Ajj exp[t((Bi — кг)] и сферических (ai/r)exp[i(aii — —/ьГ )] волн, где (1) = — частота волны, к = [c.273]

Т. о., показатель преломления нейтронов определя зтся атомной плотностью среды и когерентной амплитудой рассеяния на связанном ядре и не зависит от ст])ук-турно-динамич. особенностей среды. Отсутствие з,ави-симости п от структуры рассеивателя связано с тем, что эффект преломления (т. е. изменение волнового вектора нейтронной волны в среде) обусловлен ингер-ференцией волн, когерентно рассеянных точно вперед, а при таком рассеянии результат интерференции но зависит от положений рассеивающих ядер. По мере уменьшения длины волны нейтронов эффект преломления постепенно исчезает. Так, уже при энергиях прибл. 10 3 ав (1—ге) < 10 з. Влияние поглощения на эффект преломления практически незначительно даже для d учет поглощения нейтронов изменяет показатель преломления мепее чем на 1%. [c.384]

Из-за отсутствия у нейтронов электрич. заряда они глубоко проникают внутрь большинства материалов, что позволяет рассматривать их как достаточно прозрачные среды для распространения нейтронных волн. Большая часть нейтронно-оптич. явлений имеет аналогию с оптич. явлениями, несмотря на различную природу полей нейтронного и светового излучений. Световые волны описываются ур-ниями Максвелла, а нейтронная волна (нейтронная волновая ф-ция) подчиняется ур-нию Шрёдингера. Распространение волн в среде, согласно Гюйгенса принципу, связано с их рассеянием и доследующей интерференцией вторичных волн. В случае нейтронов рассеяние обусловлено гл. обр. их короткодействующим сильным взаимодействием с атомными ядрами, в случае световых волн — дальнодейст-вующим электромагнитным взаимодействием с электронами атомных оболочек. Наличие у нейтрона магн. момента приводит к взаимодействию с магн. моментами атомов, на чем основано т. н. магнитное рассеяние нейтронов, не имеющее аналогии в оптике. Неупругое рассеяние нейтронов можно сопоставить с комбинационным рассеянием света. В отличие от векторной световой волны, нейтронная волна является спинором. Поэтому все поляризац. явления в Н. о., связанные с наличием у нейтрона спина, существенно отличаются от оптических, хотя и здесь есть аналогии напр., поляризации нейтронов можно (в нек-ром приближении) сопоставить круговую поляризацию света. В Н. о. в нек-рых случаях имеет место двойное лучепреломление и дихроизм (см. ниже). [c.273]

В структурных исследованиях вещества используют, как правило, рентг. излучение или тепловые нейтроны с длиной волны 1 —10A (10" —1 нм). С их помощью изучают неоднородности коллоидных размеров 10—Ю А). В отличив от др. дифракц. методов [рентгеновского структурного анализа, нейтронографии, электронографии), с помощью М. р. исследуют структуру разупорядоченных объектов. Иногда М.р.— единств, метод получения прямой структурной информация о системах с хаотическим расположением неоднородностей коллоидных размеров наличие М. р. уже является доказательством присутствия в среде таких неоднородностей. Неоднородности же, имеющие размеры порядка межатомных расстояний, на малоугловой части дифракц. картины не сказываются. [c.41]

Чтобы принять во внимание магнитное рассеянпе нейтронов, удобно выражать п через усредненный потенциал среды (U) п == A-j/Л = 1 -f ((U)/2/l). Магнитное слагаемое в (U) имеет вид где л — магнитный момент нейтрона, В — магнитная индукция, а наличие двух знаков связано с двумя возможными ориентациями спина нейтрона по отношению i вектору магнитной индукции. В этом случае и = 1 — [р ( )/2я [XO], (3) где т — масса нейтрона. Наличие в (3) двух знаков о.значает, что в ферромагнетиках должно наблюдаться двойное преломление нейтронных волн. [c.384]

Обычно преломляющая среда оказывается для нейтронных волн оптически менее плотной, нежели воздух (т. е. п < 1 или, соответственно, (Ь) >. 0), поэтому при падении нейтронов на поверхность среды иЕ вне должно наблюдаться при достаточно малых углах скольжения почти полное отражение от этой поверхности. Это явление аналогично известному оптич. явлению полного внутр. отражения, к-рое в случае нейтронов было бы правильнее называть полн ы м внешним отражение м. Эффект пол1[ого внутр. отражения нейтронных волн легко обнаруживается на опыте. Существует макс. угол скольжения, для к-рого наблюдается этот эффект (критич. угол скольжения Ф[,р), определяемый из условия os = [c.384]

Если отражение нейтронной волны происходит от границы двух сред с показателями преломления и Па, то в этом случае os ф р = (где > отно- [c.384]

Учет многократного рассеяния при распространении оптических волн в дисперсных средах представляет собой одну из тех сложных задач, которые являются предметом исследований во многих разделах физики. Сюда относятся и задачи квантовой электродинамики, и задачи рассеяния тепловых нейтронов и заряженных частиц, и задачи астрофизики и физики атмосферы и т. д. Впервые Фолди [36] поставил задачу о многократном рассеянии волн и решил ее для модели точечных изотропных и статистически независимых рассеивателей. В последующем этот теоретический подход получил развитие и к настоящему времени имеется ряд полезных результатов, в том числе по физической интерпретации уравнений переноса, давно применяемых при практическом учете многократного рассеяния излучения. [c.55]

В ряде работ рассматриваются и другие пространственно-временные задачи динамики ядерных реакторов. Следует упомянуть экспери- 1енты с импульсным источником нейтронов [27] и опыты с нейтронными волнами [28], обсужденные в гл. 7 как методы изучения термализационных свойств различных сред. В этих экспериментах не применялись делящиеся материалы, т. е. нет делений и нет запаздывающих нейтронов. Для интерпретации результатов проведенных измерений использовано разложение в ряд по собственным функциям и определены характеристики основной гармоники. [c.436]

Наибольший опыт акустического мониторинга накоплен, по-видимому, в ядерной энергетике, что в значительной степени связано с распространением упругих волн на значительные расстояния. Атомные электростанции (АЭС) являются в целом достаточно шумными техническими объектами. Возможна регистрация непосредственно колебаний элементов конструкций АЭС (вибро-диагностика), а также возникающих в результате этих колебаний акустических волн в окружающей среде, трубопроводах, теплоносителе и т.д. (акустическая диагностика). В атомной энергетике накоплен значительный опыт совместного применения виброакустических методов с другими методами шумодиагности -ки, в первую очередь, использования нейтронных и теплогидравлических шу -мов. [c.256]

Основы электроизмерительной техники, М., 1972. В. П. Нузнецов. МАГНОН, квазичастица, соответствующая волне поворотов спинов в магнитоупорядоченных средах (см. Спиновые волны). М. проявляют себя в тепловых, высокочастотных и др. свойствах в-ва. При темп-ре Г=ОК в среде нет М., с ростом темп-ры число М. растёт (в ферромагнетиках пропорц. а в антиферромагнетиках пропорц. Т ). Рост числа М. приводит к уменьшению магн. порядка благодаря возрастанию числа М. с ростом темп-ры уменьшается намагниченность ферромагнетиков. Рассеяние нейтронов и света сопровождается рождением М. Длинноволновые М. можно возбудить полем СВЧ. Неупругое рассеяние нейтронов — один из наиб, важных методов эксперим. определения дисперсии закона М. (см. Нейтронография). [c.387]

НЕЙТРОННАЯ ОПТИКА, раздел нейтронной физики, в рамках к-рого изучается вз-ствие медленных нейтронов со средой и с эл.-магн. и гравитац. полями. В условиях, когда длина волны де Бройля нейтрона Х=Штр т — масса нейтрона, V — его скорость) сравнима с межат. расстояниями или больше их, существует нек-рая аналогия между распространением в среде фотонов и нейтронов. В Н. о., так же как и в световой оптике, есть неск. типов явлений, описы ваемых либо в лучевом приближении (преломление и отражение нейтронных пучков на границе двух сред), либо в волновом (дифракция в периодич. структурах и на отд. неоднородностях). Комбинационному рассеянию света соответствует неупругое рассеяние нейтронов круговой поляризации света можно сопоставить (в первом приближении) поляризацию нейтронов. Аналогию между нейтронами и фотонами усиливает отсутствие у них электрич. заряда. Однако в отличие от квантов эл.-магн. поля не троны, двигаясь в среде, в осн. взаимодействуют с ат. ядрами, обладают магн. моментом и массой покоя, вследствие чего скорость распространения тепловых нейтронов в 10 —10 раз меньше, чем для фотонов той же длины волны. [c.453]

Показатель преломления п для нейтронов на границе вакуум — среда равен n kl k =vllv, где Х.1, — длина волны и скорость нейтрона в среде, "к, V — в вакууме. Если ввести усред- [c.453]

В качестве агента, способного нести многоэлементную информацию о внутреннем строении, составе и свойствах непрозрачных тел и сред, могут быть использованы многие виды оптически сформированных или пр0странствен 10 распределенных потоков проникающих излучений (от гамма-квантов высоких энергий до р адио-волн миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, от упругих колебаний высокой частоты до корпускулярных излучений). Возможно использование для тех же целей нейтронных потоков и других частиц с еще более высокой проникающей способностью [118 171]. Большие перспективы для неразрушающего контроля имеют голографические методы. [c.477]

ОПТИКА [ асферическая содержит элементы, поверхности которых, не имеют сферической формы просветленная обладает уменьшенными коэффициентами отражения света у отдельных ее элементов путем нанесения на них специальных покрытий) как оптическая система (волновая изучает явления, в которых проявляется волновая природа света волоконная рассматривает передачу света и изображений по световодам и пучкам гибких оптических волокон геометрическая изучает законы распространения света в прозрачных средах на основе представлений о световых лучах интегральная изучает методы создания и объединения оптических и оптоэлектронных элементов, предназначенных для управления световыми потоками квантовая изучает явления, в которых при взаимодействии света и вещества существенны квантовые свойства света и атомов вещества когерентная изучает методы создания узконаправленных когерентных пучков света и управления ими нелинейная изучает распространение мощных световых пучков в оптически нелинейных средах (твердые тела, жидкости, газы) и их взаимодействие с веществом силовая изучает воздействие на твердые тела интенсивного светового излучения, в результате которого может нарушаться механическая цельность этих тел статистическая изучает статистические свойства световых полей и особенности их взаимодействия с веществом тонких слоев изучает прохождение света через прозрачные слои вещества, толщина которых соизмерима с длиной световой волны физическая изучает природу света и световых явлений) как раздел оптики электронная занимается вопросами формирования, фокусировки и отклонения пучков электронов и получения с их помощью изображений под воздействием электрических и магнитных полей корпускулярная изучает законы движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях нейтронная изучае взаимодейс вие медленных нейтронов со средой) как раздел физики] [c.255]

Р. н. играет важную роль в исследовании конденси-ров. сред. Длина волны де Бройля для тепловых нейтронов (см. Нейтронная физика) при обычных темп-рах порядка 0,1 нм, т. е. совпадает с межатомными расстояниями в кристаллах и молекулах. Поэтому дифракция нейтронов, упруго рассеянных на кристаллич. решётке, позволяет исследовать атомную структуру кристаллов (см. Нейтронография структурная). [c.273]

Р. получила развитие как один из методов исследований по физике конденсиров. сред на импульсных источниках нейтронов. На рис. 1 и 2 показаны принципиальные схемы рефлектометров по методу времени пролёта, Полихроматич. пучок тепловых нейтронов от импульсного источника, сформированный с помощью поглощающих диафрагм (коллиматоров) 1, 2 (рис. 1), падает на поверхность или внутр. границу раздела образца 3 под углом скольЖения б 10" —10 рад [угол 0 имеет разброс Д6/0 (1—5)-10" ]. Зеркально отражённые нейтроны регистрируются детектором нейтронов a и одновременно анализируются по скорости (длине волны) с помощью электронного устройства (временного анализатора), по времени регистрации, т. е. ЗОХ времени пролёта нейтроном расстояния от источни-.384 ка до детектора. В поляризац. рефлектометре (рис. 2) [c.384]

Преломление и отражение нейтронов. При пересечении границы двух сред нейтронный пучок так же, как и луч света, отражается и преломляется. Показатель преломления п рассчитывается по формуле — 1 = = —K NbJn, где N—число атомов в ) oi , —амплитуда когерентного рассеяния и к— длина волны падающих [c.928]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...