Диффузия нейтронов

Диффузия нейтронов – распространение нейтронов в среде, сопровождающееся многократным изменением их энергии и направления движения, в результате столкновения с ядрами. в слабо поглощающей среде нейтроны термализуются- замедляются до тепловой энергии. После этого нейтроны перемещаются в замедлителе сохраняя среднюю тепловую энергию, пока не поглотятся ядром, или не выйдут за границу среды. β- распад нейтрона в конденсированной среде крайне редок. Основные характеристики диффузии:

- длина свободного пробега нейтрона до поглощения, где σ_с –сечение поглощения нейтронов, n – концентрация ядер; - среднее время жизни нейтрона в среде.

- коэффициент диффузии нейтронов.

- длина диффузии тепловых нейтронов, где D_T - коэффициент диффузии тепловых нейтронов.

, где r_c- смещение нейтрона до поглощения в бесконечной однородной среде.

- площадь миграции.

Диффузия нейтронов описывается уравнением

(1.133)

где ρ(r,t) –число тепловых нейтронов в 1 см² вблизи точки r в момент времени t,

S – плотность замедления нейтронов (число нейтронов в 1 см³ пересекающих за 1 сек данное значение энергии при движении по энергетической шкале до тепловой энергии).

На большом расстоянии z от плоского стационарного источника

ρ~ . (1.134)

Замедление и диффузия нейтронов играет существенную роль в работе ядерных реакторов и при использовании нейтронов для неразрушающего контроля (нейтронный активационный анализ).

Постоянные замедления для нейтронов с энергией от T_n =2 Мэв до тепловой T_n = 0,025 эв

показаны в табл. 1.8.

Табл. 1.8

Замедлитель	Длина рассеяния см	Время замедления 10 -5 сек	Возраст см	Длина замедления Ls см	Среднелогариф потеря энергии ξ
H2O	1,1	1,0		5,4	0,948
D2O	2,6	4,6			0,570
Be	1,6	6,7		9,3	0,209
C графит	2,6	15,0		17,7	0,158

Диффузионные постоянные для тепловых нейтронов с энергией T_n = 0,025 эв приведены в Табл.1.9.

Табл.1.9