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: 2917;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.