Поперечное сечение нейтронов
-
Нейтронное поперечное сечение
- Вероятность взаимодействия нейтрона с ядром-мишенью
- Определяется как площадь, на которой происходит реакция
- Единица измерения: сарай (10-28 м2)
-
Типы реакций
- Поглощение: нейтрон поглощается ядром, ядро перемещается вверх по таблице изотопов
- Деление: нейтрон вызывает деление ядра, высвобождая энергию
- Рассеяние: нейтрон рассеивается, не вступая в реакцию
-
Зависимость от типа мишени
- Поперечное сечение захвата дейтерия меньше, чем у водорода
- Тяжелая вода используется в реакторах для замедления нейтронов
-
Зависимость от типа реакции
- Общее поперечное сечение σT включает σS и σA
- Поперечное сечение поглощения σA: нейтрон поглощается, ядро перемещается вверх по таблице изотопов
- Поперечное сечение рассеяния σS: нейтрон рассеивается, не вступая в реакцию
-
Зависимость энергии падающих частиц
- Поперечное сечение зависит от скорости нейтронов
- При низких энергиях сечение может быть нулевым или высоким
- Замедлители нейтронов используются для снижения энергии и увеличения вероятности деления
-
Заданная температурная зависимость
- Поперечные сечения измеряются при 20°C
- Используется формула для учета зависимости от температуры среды
-
Доплеровское уширение
- Доплеровское уширение повышает стабильность ядерного реактора
- Мгновенный температурный коэффициент большинства тепловых реакторов отрицателен из-за эффекта ядерного Доплера
-
Влияние тепловых движений на резонанс
- Тепловые движения нейтронов изменяют форму резонанса.
- Резонанс становится короче и шире при повышении температуры.
- Общая площадь резонанса остается постоянной, но поглощение нейтронов увеличивается.
-
Связь со скоростью реакции
- Скорость реакции зависит от потока нейтронов и поперечного сечения мишени.
- Поперечное сечение ядра зависит от его радиуса и может сильно различаться.
- Экспериментальные поперечные сечения могут быть значительно выше теоретических.
-
Непрерывное и среднее поперечное сечение
- Поперечные сечения зависят от скорости набегающих частиц.
- Среднее поперечное сечение определяется интегралом по всему диапазону энергий.
- Макроскопическое поперечное сечение учитывает плотность мишени.
-
Средний свободный путь
- Средняя длина свободного пробега λ зависит от потока нейтронов и макроскопического поперечного сечения.
- Средняя длина свободного пробега учитывает взаимодействия частиц.
-
Внутри звезд
- Синтез высших элементов происходит в очень горячих звездах.
- Солнце производит энергию путем слияния 1H в 4He.
- 4He соединяется с изотопами водорода для синтеза более тяжелых элементов.
-
Типичные поперечные сечения
- Приведены примеры поперечных сечений для различных реакций.
- Поперечные сечения усреднены с использованием различных спектров.
- Поперечные сечения взяты из библиотеки JEFF-3.1.1.