Свойства нейтрона
Нейтрон (лат. neuter – ни тот, ни другой) – элементарная частица 
с нулевым электрическим зарядом и массой немного больше массы протона. Масса нейтрона mn=939,5731(27) Мэв/с2 =1,008664967 а.е.м. =1,675 10 -27 кг. Электрический заряд =0. Спин =1/2, нейтрон подчиняется статистике Ферми. Внутренняя четность положительна. Изотопический спин Т=1/2. Третья проекция изоспина Т3 = -1/2. Магнитный момент 
= -1,9130 
. Энергия связи в ядре энергия покоя Е0 = mnc2 = 939,5 Мэв. Свободный нейтрон распадается с периодом полураспада Т1/2= 11 мин по каналу 
за счет слабого взаимодействия. В связанном состоянии (в ядре) нейтрон живет вечно. «Исключительное положение нейтрона в ядерной физике, подобно положению электрона в электронике». Благодаря отсутствию электрического заряда нейтрон любой энергии легко проникает в ядро, и вызывает разнообразные ядерные превращения.
Примерная классификация нейтронов по энергиям приведена в табл.1.3
табл.1.3
| Название | Область энергии (эв) | Средняя энергия Е(эв) | Скорость см/сек | Длина волны λ (см) | Температура Т(Ко) | |
| ультрахолодные | <3 10 - 7 | 10 - 7 | 5 10 2 | 5 10 -6 | 10 -3 | |
| холодные | 5 10-3÷10-7 | 10 -3 | 4,37 104 | 9,04 10-8 | 11,6 | |
| тепловые | 5 10-3÷0,5 | 0,0252 | 2,198 105 | 1,8 10-8 | ||
| резонансные | 0,5÷50 | 1,0 | 1,38 106 | 2,86 10-9 | 1,16 104 | |
| медленные | 50÷500 | 1,38 107 | 2,86 10-10 | 1,16 106 | ||
| промежуточные | 500÷105 | 104 | 1,38 108 | 2,86 10-11 | 1,16 108 | |
| быстрые | 105÷107 | 106=1Мэв | 1,38 109 | 2,86 10-12 | 1,16 1010 | |
| Высокоэнергет. | 107÷109 | 108 | 1,28 1010 | 2,79 10-13 | 1,16 1012 | |
| релятивистские | >109=1 Гэв | 1010 | 2,991010 | 1,14 10-14 | 1,16 10 14 |
Реакции под действием нейтронов многочисленны: (n, γ), (n,p), (n,n’), (n,α), (n,2n), (n,f).
Реакции радиационного захвата(n, γ) нейтрона с последующим испусканием γ –кванта идут на медленных нейтронах с энергией от 0÷500 кэв.
Пример: 
Мэв.
Упругое рассеяние нейтронов (n, n) широко используется для регистрации быстрых нейтронов методом ядер отдачи в трековых методах и для замедления нейтронов.
При неупругом рассеянии нейтронов (n,n’) происходит захват нейтрона с образованием составного ядра, которое распадается, выбрасывая нейтрон с энергией меньшей, чем имел первоначальный нейтрон. Неупругое рассеяние нейтронов возможно, если энергия нейтрона в 
раз превышает энергию первого возбужденного состояния ядра мишени. Неупругое рассеяние - пороговый процесс.
Нейтронная реакция с образованием протонов (n,p) происходит под действием быстрых нейтронов с энергиями 0,5÷10 мэв. Наиболее важными являются реакции получения изотопа трития из гелия-3:
Мэв с сечением σтепл = 5400 барн,
и регистрация нейтронов методом фотоэмульсий:
+0,63 Мэв с сечением σтепл = 1,75 барн.
Нейтронные реакции (n,α) с образованием α-частиц эффективно протекают на нейтронах с энергией 0,5÷10 Мэв. Иногда реакции идут на тепловых нейтронах: реакция выработки трития в термоядерных устройствах:
Мэв с сечением σтепл = 945 барн,
реакция косвенной регистрации тепловых нейтронов по α-частицам:
Мэв с сечением σтепл = 3480 барн.
Нейтронные реакции (n,2n) с образованием двух нейтронов возможны, если энергия нейтрона на несколько Мэв превышает порог реакции (n,2n). Например, на быстрых нейтронах с энергией > 10 Мэв возможна реакция:
Мэв.
Нейтронные реакции деления (n,f) ядер тория, урана, плутония будут рассмотрены отдельно.
Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 3100;