Канальный кипящий графитовый реактор Реакторы водо-водяного типа Реакторы на быстрых нейтронах Задачи по физике ядра Испытания ядерного оружия

Упругое рассеяние нейтронов на ядрах атомов мишени.

Для элементов с низким атомным номером первый возбуждённый уровень ядра обычно на 1МэВ выше основного состояния. Поэтому в случае лёгких элементов упругое рассеяние нейтронов с En< 1МэВ более вероятно, чем неупругое рассеяние.

Схема упругого рассеяния нейтрона на ядре массы М:

 

Подпись:   - импульс ядра отдачи,
  - импульс рассеянного нейтрона,
  - импульс падающего нейтрона,
  и   - углы определяющие направление движения рассеянного нейтрона и ядра отдачи.

Рис. 5. Упругое рассеяние нейтрона на тяжёлом ядре.

Из законов сохранения энергии и импульса можно получить выражения для модуля импульса и энергии ядра отдачи:

( и , m и M масса нейтрона и ядра отдачи) Развитие электроэнергетики страны в 1930-е годы характеризовалось началом формирования энергосистем. Наша страна протянулась с востока на запад на одиннадцать часовых поясов. Соответственно этому в отдельных регионах меняется потребность в электроэнергии и режимы работы электростанций. Эффективнее использовать их мощность, «перекачивая» ее туда, где она необходима в данный момент. Надежность и устойчивость снабжения электроэнергией можно обеспечить лишь при наличии взаимосвязей между электростанциями, т. е. при объединении энергосистем.

Подпись: Рис. 6. Зависимость длины пробега нейтрона в биологической ткани от его энергии.При рассеянии нейтрона на протоне (mn≈mp) энергия протона отдачи равна Ep=Encos2θ. В таких столкновениях протоны получают большой импульс, т.е. возникают сильно ионизирующие протоны отдачи. Максимальный перенос энергии нейтрона уменьшается с ростом массы ядра отдачи. При рассеянии на ядрах C, O, N (входящих в состав биологических тканей) нейтроны теряют 10-15% своей энергии в упругих соударениях и от 85 до 95% энергии взаимодействующих нейтронов переносится к ядрам водорода. Несмотря на небольшой пробег протонов в биологических тканях, их образование происходит на различной ( в том числе и достаточно большой) глубине, т.к. пробег незаряженных нейтронов относительно велик (рис. 6).

. Неупругое рассеяние (n, n’).

С увеличением атомного номера мишени минимальная энергия возбуждения ядра уменьшается ~ до 0,1 МэВ, и нейтроны с большей энергией могут испытывать как упругое, так и неупругое рассеяние, причём вероятность последнего увеличивается с ростом En. В реакциях (n, n’) быстрые нейтроны сначала соединяются с ядром мишени, образуя составное ядро, затем этим ядром испускается нейтрон с меньшей энергией, а само ядро-мишень остаётся в возбужденном состоянии. Обычно это возбуждение очень быстро снимается испусканием -квантов. В зависимости от энергии испущенного в этом процессе нейтрона в дальнейшем будет наблюдаться его упругое или неупругое рассеяние.


На главную