20246

Взаємодія повільних нейтронів

Доклад

Физика

Зіткнення нейтрона з ядром може відбуватись двома шляхами: або 1без утворення проміжного ядра коли нейтрон розсіюється безпосередньо силовим полем ядрапружне та непружне розсіяння 2або з утворенням проміжного збудженого ядра з наступним його розпадом по одному з можливи каналів: Авипромінювання γ квантів процес радіаційного захвату нейтрона ядром Б випромінювання заряджених частинок В ділення ядра В області повільних нейтронів енергія 1еВ основні процеси пружне ядерне розсіяння радіаційний захват нейтрона ядрома бо...

Украинкский

2013-07-25

57 KB

0 чел.

30. Взаємодія повільних нейтронів

З 4-ох існуючих в природі типів взаємодії елементарних частинок і полів (сильне, слабке, електромагнітне і гравітаційне) для нейтронів, що взаємодіють з речовиною, суттєві 2: сильна (ядерна) і електромагнітна взаємодія, обумовлена наявністю у нейтрона магнітного дипольного моменту.

Електромагнітна взаємодія, можливі наступні процеси:

1.Магнітна взаємодія – взаємодія магнітного моменту  нейтрона з магнітним моментом електронної оболонки атому.

2. Взаємодія магнітного моменту  нейтрона з електронним полем ядра (взаємодія Швінгера)

3. Взаємодія магнітного моменту  нейтрона з магнітним моментом атомного ядра

4. Нейтрон-електронна взаємодія , обумовлена властивостями нейтрона, як елементарної частинки.

Основним процесом взаємодії нейтрона з речовиною є ядерна взаємодія. Взаємодія може бути пружною і не пружною. В першому випадку сумарна кінетична енергія нейтрона і ядра зберігається, у другому не пружні процеси змінюють сумарну кінетичну енергію. Зіткнення нейтрона з ядром може відбуватись двома шляхами: або 1)без утворення проміжного ядра, коли нейтрон розсіюється безпосередньо силовим полем ядра(пружне та непружне розсіяння), 2)або з утворенням проміжного збудженого ядра з наступним його розпадом по одному з можливи каналів:

А)випромінювання γ – квантів (процес радіаційного захвату нейтрона ядром)

Б) випромінювання заряджених частинок

В) ділення ядра

В області повільних нейтронів (енергія<1еВ) основні процеси - пружне ядерне розсіяння, радіаційний захват нейтрона ядром(а) (бо випромінюючи γ – квант ядро може перейти на менш збуджені рівні, тобто при випромінюванні  γ – кванта є багато варіантів протікання реакції, а при випромінюванні заряджених частинок лише 1, тому (а) більш імовірнісний процес). Електронне розсіяння досягає значної величини лише в магнітних матеріалах (обумовлене взаємодією між магн. моментом нейтрона та ел. оболонкою атома) 

Нехай на зразок падає потік нейтронів І0 в одиницю часу на одиницю площі. Якщо прийняти Іs і Ia як кількість актів розсіяння і поглинання нейтронів в одиницю часу в зразку, то повний переріз розсіяння  і поглинання  будуть визначені через наступні співвідношення:

  

Обидві величини , мають розмірність площі. Як правило вони вимірюються в барнах:

1 барн = 10-24см2.

В теорії розсіяння нейтронів також вводять диференційний та двічі диференційний перерізи розсіяння

 Диференційний переріз розсіяння  задає ймовірність того, що в результаті розсіяння нейтрон вилетить із зразка під певним кутом  в елемент тілесного кута

 Двічі диференційний переріз  задає ймовірність того, що в результаті розсіяння нейтрон вилетить із зразка під певним кутом  в елемент тілесного кута  і при цьому зміна енергії нейтрона потрапляє в інтервал від  до .

Розглянемо задачу про розсіяння в загальному вигляді. Нехай є два розсіюючі центри. Падаючи на ці центри, початкова плоска хвиля розсіюється на них, і кожен центр стає джерелом вторинних сферичних хвиль. Таким чином, хвиля, що пройшла через речовину представляє собою суперпозицію двох хвиль: падаючої плоскої хвилі і розсіяної сферичної . Для розсіяної хвилі в першому борнівському наближенні маємо:

де:  ,  – хвильові вектори падаючої та розсіяної хвилі, А0 – амплитуда падаючої хвилі, - амплітуда розсіяння нейтронної хвилі (довжиною розсіяння), яка визначається виглядом потенціалу взаємодії нейтрона з ядром. θ – кут розсіяння. Амплітуда розсіяння може сильно відрізнятися для ізотопів однієї речовини. Довжина розсіяння є фундаментальною характеристикою взаємодії нейтрона з ядром, яка залежить від типу ізотопу елемента і відносної орієнтації спіну нейтрона та спіну ядра.

Якщо розсіяння нейтрона відбувається на групі атомів (чи молекул), то внаслідок того, що довжина хвилі повільного нейтрона співрозмірна з міжатомною відстанню чи навіть перевищує її, нейтронна хвиля взаємодіє з колективом атомів. Це значить, що один розсіюючий акт повинен бути віднесений не до окремого атома, а до колективу.

При когерентному розсіянні складаються амплітуди хвиль, розсіяних різними центрами. В результаті інтерференції виникає єдина хвиля (з сумарною амплітудою), розсіяна колективом як цілим. Квадрат цієї сумарної амплітуди і визначає когерентну складову перерізу розсіяння.

 Наявність елементу безладдя в колективі розсіюючих центрів, всіляких відхилень від загальної норми призводить до некогерентного розсіяння. Тоді складаються квадрати амплітуд окремих розсіяних хвиль, тому переріз неког. розсіяння є просто сума перерізів розсіяння на окремих центрах.

, , i- номер розсіюючого центра

Види некогерентності: ізотопічна, спінова (залежність від взаємної орієнтації спінів нейтрона і ядра), структурна (тепловий рух атомів).

 Таким чином, атоми колективу можуть брати участь в розсіянні двояким чином: або як єдиний колектив, або як окремі незалежні розсіюючі центри. Наслідком цього є розбиття перерізу розсіяння на дві складові – когерентну і некогерентну:


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15932. Основы общей теории предупреждения преступности 332.5 KB
  Щедрин Н.В. Основы общей теории предупреждения преступности: Учебное пособие. Красноярск 1999. МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Н. В. ЩЕДРИН ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПРЕС...
15933. Введение в правовую теорию мер безопасности 1.1 MB
  МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Н. В. ЩЕДРИН ВВЕДЕНИЕ В ПРАВОВУЮ ТЕОРИЮ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ МОНОГРАФИЯ Красноярск 1999 ББК 67.621.163 67.623.06 Щ 362.2 Рецензенты : д р юрид . наук проф . начальник Сибирского ю
15934. Расследование неправомерного доступа к компьютерной информации 1.13 MB
  ПРЕДИСЛОВИЕ Правоприменительная практика деятельность правоохранительных органов по раскрытию и расследованию преступлений в настоящее время осложняются в связи со складывающейся ситуацией характеризующейся обвальным принятием и применением новых законодательн...
15935. Расследование краж 731 KB
  УДК 343.985.7 ББК 67.411 Ш98 Рецензенты: доктор юридических наук профессор Ю.И. Ляпунов кандидат юридических наук доцент СМ. Медведев кандидат юридических наук А.В. Пушкин Шурухнов Н.Г. Ш98 Расследование краж: Практическое пособие. М.: Юристъ 1999. 112 с. ...
15936. Международное публичное экономическое право 1.09 MB
  136 ВСЕРОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ВНЕШНЕЙ ТОРГОВЛИ В. М. ШУМИЛОВ МЕЖДУНАРОДНОЕ ПУБЛИЧНОЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ПРАВО Учебное пособие Издание 2е исправленное и дополненное Рекомендовано Ученым Советом Всероссийской Академии внешней торговли в качестве учебник
15937. Історія політичних і правових вчень 1.09 MB
  Шульженко Ф. П. Андрусяк Т. Г. К.: Юрінком Інтер 1999. Історія політичних і правових вчень. 1. Вступне слово Розділ І. Виникнення та розвиток поглядів на державу і право у країнах стародавнього світу2. 1. Становлення державноправових поглядів у давні часи3. 2. Держава і пра...
15938. Земельне право України 2.59 MB
  ББК 67.9 4УКР 307я73 351 Рекомендовано Міністерством освіти і науки України лист № 1/114721 від 10 листопада 2003 року її. Рецензенти: Малишева Н. Р. доктор юридичних наук професор членкореспондентАПрН України заступник директора Міжнародного цент...
15939. Холдинги правовое регулирование и корпоративное управление 2.86 MB
  Холдинги: правовое регулирование и корпоративное управление Вступительное слово Книга которую вы держите в руках является системным исследованием правового положения холдингов как формы предпринимательских объединений наиболее востребованной современно...
15940. Риторика. Учебник 258 KB
  С.Е.Шилов. Риторика Введение Одно только знание оказывает ныне сопротивление нигилизму. Родившийся как подручное средство переоценки всех ценностей цивилизации обретя в себе источники собственного развития он стал невероятно избыточен ...