Cтраница 1
Упругое соударение нейтронов с тяжелыми ядрами горючего вызывает лишь небольшие изменения кинетической энергии нейтронов. Поэтому реакции упругого рассеяния представляют большой интерес лишь при рассмотрении взаимодействия нейтронов с нетопливными компонентами реактора. Таким образом, две обобщенные характеристики - относительная вероятность реакции с делением в реакциях, связанных с захватом нейтрона, и число нейтронов, приходящихся на одно деление - определяют достоинства и пригодность делящегося материала для использования его в качестве горючего. [1]
Рассеяние представляет собой упругое соударение нейтрона с ядром атома, при котором нейтрон отдает ядру часть своей энергии ( замедляется) и изменяет направление движения. Конечным результатом следующих одно за другим соударений является превращение быстрого нейтрона в тепловой, энергия ( 0 025 эв) и скорость движения ( 2 2 106 см / сек) которого соответствуют энергии и скорости теплового движения атомов среды. Эта фаза взаимодействия нейтронов со средой называется замедлением нейтронов. [2]
Рассеяние представляет собой упругое соударение нейтрона с ядром атома, при котором нейтрон отдает ядру часть своей энергии ( замедляется) и изменяет направление движения. [3]
При облучении нейтронами такое смещение происходит в результате упругого соударения нейтронов с ядрами атомов. Заряженные частицы в основном ионизуют кристалл, но могут и образовывать дефекты при взаимодействии с ядрами. Для этого они должны обладать достаточной энергией, чтобы подойти близко к ядру. [4]
Процессы упругого рассеяния не имеют подобных недостатков. Упругое соударение нейтрона с ядром независимо от энергии падающего нейтрона может привести к уменьшению энергии последнего. Однако величина потери энергии зависит от энергии падающего нейтрона и массы бомбардируемого ядра. Дальше будет показано, что легкие ядра представляют собой наиболее эффективные замедлители в отношении процессов упругого рассеяния. [5]
Замедление достигается за счет упругих соударений нейтронов с ядрами вещества-замедлителя. Найдем коэффициент замедления г, равный отношению энергии, потерянной нейтроном при одном соударении, к его первоначальной кинетической энергии. [6]
Для некоторых ядеряых реакций необходимо замедлить нейтроны - т.е. уменьшить их кинетическую энергию от нескольких МэВ до сотых долей электроивольта. Замедление достигается за счет упругих соударений нейтронов с ядрами вещества замедлителя. [7]
Замедление достигается за счет упругих соударений нейтронов с ядрами вещества-замедлителя. Найдем коэффициент замедления г, равный отношению энергии, потерянной нейтроном при одном соударении, к его первоначальной кинетической энергии. [8]
В процессе упругих ( а также неупругих) соударений с ядрами нейтроны быстро теряют свою кинетическую энергию - замедляются. Наиболее быстрый оброс энергии в процессе замедления наблюдается при упругих соударениях нейтронов с водородом. [9]
Быстрый нейтрон, появившийся в системе, может быть захвачен ядром урана еще до того, как его энергия заметно уменьшится из-за столкновений с ядрами. Если система содержит много замедлителя и мало урана, то быстрое уменьшение энергии нейтрона происходит из-за упругих соударений нейтрона с ядрами замедлителя. Если же, напротив, в системе много урана и мало замедлителя, то весьма вероятны неупругие столкновения нейтрона с ядрами U238, которые еще быстрее выводят нейтрон из области энергии, в которой он может производить деление. [10]
Быстрый нейтрон, появившийся в системе, может быть захвачен ядром урана еще до того, как его энергия заметно уменьшится из-за столкновений с ядрами. Если система содержит много замедлителя и мало урана, то быстрое уменьшение энергии нейтрона происходит из-за упругих соударений нейтрона с ядрами замедлителя. Если же, напротив, в системе много урана и мало замедлителя, то весьма вероятны неупругие столкновения нейтрона с ядрами U238, которые еще быстрее выводят нейтрон из области энергии, в которой он может производить деление. [11]
Нейтроны, испускаемые радиоактивными источниками, имеют энергию порядка нескольких мегаэлектроновольт. Проходя сквозь вещество, они постепенно замедляются. Основным процессом, приводящим к потере энергии, является упругое соударение нейтронов с атомными ядрами. Происходящее при таких соударениях замедление рассчитывается по формулам удара упругих шаров. Потеря энергии при ударе зависит от угла, под которым движется нейтрон после соударения. Особенно просто рассчитывается лобовой удар. Как нетрудно убедиться, в этом случае потеря энергии А. [12]
Хотя изменения свойств конструкционных материалов, происходящие при действии облучения, меньше по сравнению с изменениями делящихся материалов, они достаточно важны и должны учитываться при расчетах реактора. Следует отметить два наиболее важных эффекта. Первый проявляется при облучении материала быстрыми нейтронами с энергией 1 МэВ, и состоит в изменении формы и свойств в результате смещения атомов в кристаллической решетке, возникающих при упругом соударении нейтронов с ядрами, и появления каскада столкновений. Второй наблюдается в основном при облучении материала тепловыми нейтронами и является следствием ядерных превращений при захвате нейтрона, который может взаимодействовать или с основным компонентом сплава, или с некоторыми второстепенными: элементами, например с бором. [13]