Cтраница 3
Этот анализ предполагает использование ЭВМ, куда предварительно вводят данные о потоке нейтронов, входящем внутрь стенки, данные о веществе стенки, а главное, вероятность того или иного пробега нейтрона до момента его взаимодействия с одним из ядер вещества стенки, вероятность поглощения нейтрона, вероятность рассеяния нейтрона на тот или иной угол. Затем происходит расчет судьбы какого-то наугад выбранного нейтрона с учетом упомянутых данных и всех вероятностей. Этот расчет выполняется с момента попадания нейтрона внутрь стенки вплоть до момента его выхода из игры. Такая процедура вычислений повторяется для второго наугад выбранного нейтрона, для третьего, четвертого и многих других. Огромный набор таких испытаний позволяет проанализировать в целом картину прохождения нейтронов через защитную стенку и получить практические рекомендации по толщине стенки и составу ее вещества, гарантирующие достаточную безопасность работы в помещении, где находится реактор. [31]
Поэтому ученые вынуждены ограничиться упрощенной ( а значит приближенной) аналитической моделью, а для практических расчетов использовать метод Монте-Карло. Они вводят в компьютер данные о потоке нейтронов, входящем в стенку, данные о веществе стенки, а главное, ряд вероятностей, полученных на основе статистических измерений в сочетании с теоретическими расчетами. Сюда входят вероятность реализации той или иной длины пробега нейтрона от одного столкновения с ядром атома до другого, вероятность поглощения нейтрона при столкновении, вероятность его рассеяния на тот или иной угол. Затем ученые, используя быстродействующий компьютер, многократно разыгрывают судьбу отдельного нейтрона с учетом упомянутых данных и вероятностей. В итоге получают множество возможных траекторий нейтронов внутри защитной стенки - вроде тех, что схематически показаны на рисунке 3 в таблице 29 в книге Случайность, необходимость, вероятность. Огромный набор таких испытаний, проведенных не с реальными, а с воображаемыми нейтронами компьютерного датчика псевдослучайных чисел, дает в целом картину прохождения нейтронов через защитную стенку и позволяет выработать практические рекомендации, касающиеся выбора состава и толщины стенки. [32]
На рис. 2 приведена схема обычного спектрометра по времени пролета, в котором в качестве монохроматора использован бериллиевый фильтр. Пучок замедленных до тепловой скорости нейтронов с больцмановским распре-делением по энергии проходит через 30-сантиметровый поликристаллический бериллий, охлаждаемый при температуре жидкого азота. Нейтроны с длиной волны меньше, чем удвоенное межплоскостное расстояние поликристаллического бериллия, когерентно отсеиваются от падающего пучка. Фильтрованный пучок падает на исследуемый образец. Для того чтобы избежать многократного рассеяния, число атомов на квадратный сантиметр ( и, следовательно, толщина образца) должно быть достаточно малым. Из нейтронов, рассеянных под данным углом, с помощью вращающегося коллиматора формируют прерывистые пучки. Прежде чем попасть на детекторы, каждый пучок нейтронов проходит путь длиной в несколько метров. С помощью стандартной аппаратуры измеряется время прохождения нейтронов к детекторам, отсчитываемое от момента начального импульса, и отсюда определяется распределение нейтронов по скоростям и, следовательно, по энергиям. Статистическая точность измеренного таким образом спектра зависит от интенсивности исходного пучка нейтронов, числа прерывателей и общего числа нейтронов, зарегистрированных в каждом интервале ВП. [33]