Электрические цепи переменного тока Явление резонанса векторная диаграмма Электpостатика Закон Кулона Потенциал Диэлектpики Пpоводники Теоpема Гаусса Электpическая емкость Физика атомного ядра Электромагнетизм Волновая оптика Математика Задачи Векторная алгебра Производная

Атомная энергетика и ядерная физика

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