A neutronok kölcsönhatása az anyaggal
A neutronok kölcsönhatásba lépnek az elektronokkal és a magokkal. A neutronok kölcsönhatásba lépnek egy elektronnal, mert mágneses tulajdonságaik vannak. De ez a kölcsönhatás jelentéktelen és nem jelentős.
Nagyon fontos a neutron kölcsönhatása az anyag magjával. Ez a kölcsönhatás a nukleáris erők jelenlétének köszönhető.
A nukleáris erők nem elektromos jellegűek. Kevesebb, mint 10 -13 cm-es távolságban működnek, sokkal nagyobbak, mint a Coulomb repulzió. A nukleáris erők nem központi szerepet játszanak; nem írható le egyszerű távolságfüggvénnyel.
a kölcsönhatás a neutronok és az anyag nyilvánul ütközés a neutronok atommagok, azaz egy neutron vagy elhajlik a nukleáris erők az eredeti irányba, vagy a felszívódás egy neutron mag. Az abszorpció után egy vegyületmag keletkezik. Megjelent a felszívódás során a neutron energia egyenlő a neutron kötési energia (azaz, a - a tömegdefektus). És plusz kinematikai energia által benyújtott neutron, vezet az atommag gerjesztett állapotú.
Miután a kibocsátása egy neutron végső kompozit mag lehet található mind a gerjesztett és izgatott. Ha kimerítetlen elasztikus szórás, ha ost. izgatott nem rugalmas távolság. Az inelasztikus szóródás nem lehetséges semmilyen neutronenergiára. És csak akkor, ha ez az, ami megfelel a gerjesztési energia, átalakítja gerjesztési energia a vegyület magból a legalacsonyabb szintre. (Pozíció szintek tömegétől függ a magok energia alacsonyabb - a sorrendben tized 1 MeV, a fény - a sorrendben az 1 MeV feletti) Ezért a rugalmatlan szórási neutronok által nehéz magok megfigyelt neutron energiák több száz kilowatt villamos energia, és a tüdőben - energiákon nagyobb, mint 1 MeV . A hasadékok által kibocsátott neutronok átlagos energiája 2 MeV.
A jelen hatékony használatához. atomreaktorok, energiájukat csökkenteni kell a retarder atommagjaival való ütközés eredményeképpen a könnyű reaktorokat moderátorokként használják a reaktorokban, a neutron lelassulási folyamata elsősorban a moderátor magjai elasztikus szórásának köszönhető. Például a szén-dioxid-kibocsátásnál kevesebb mint 4,5 MeV energiával rendelkező neutronok csak az elasztikus szóródás után élnek a szénmag alacsonyabb gerjesztési szintje ≈ 4,5 MeV. A 0 n1 szóródása az egyszerű hidrogénelasztikus magok atomjaiban nem észlelhető neutronszórással, mert a hidrogénmag (proton) nincs izgatott állapotban.
A 0 n 1 anyaggal való kölcsönhatás során történő szétszóródás mellett 0 n 1 mag is felszívódhat.
Az abszorpció eredményeként a következő reakciók: 1) (n, # 947;); 2) (n, p); 3) (n, £); 4) (n, f)
1) Példa a radioaktív befogásra:
92 U 238 + 0 n 1 → 92 U 239 + # 947, és az U 239 a radioaktív átalakulások eredményeképpen 94 Pu 239-re változik
2) A neutron sztrájkolja a protonot, de a magban marad. A recoil proton erősen polírozza az anyagot
3) Például: 5 V 10 + 0 n 1 → 3 Li 7 + £ A neutron számlálókban használatos a vezérlőrendszerben. reaktorba.
4) A hasadási reakció. A maghasadás mechanizmusának magja az atommag cseppmodellje (az atommag hasonlít egy feltöltött folyadékcseppet)
Amikor egy neutron felszívódik, a nukleáris csepp deformálódik és oszcillálóvá válik. Ha a gerjesztett mag energiája kicsi, akkor az oszcilláció bomlása és a nukleáris csepp feltételezi az eredeti gömb alakját, és a felesleges energia formájában # 947; - kvantumok, neutronok vagy egyéb részecskék.
Ha a gerjesztési energia nagy, akkor a cseppecskék deformációja többszörös oszcillációs folyamathoz vezet, amely képes felülmúlni a felületi feszültséget. Ebben az esetben a mag feloszlik, és a fragmensei nagy sebességgel repülnek Coulomb-erők hatása alatt. A maghasadás során keletkező hasadási fragmensek lassítják a nukleáris üzemanyagot, és kinetikus energiájukat hőenergiává alakítják át, ami üzemanyag-fűtést eredményez.
A maghasadással járó neutron befogása gyakorlatilag csak a legnehezebb magokra figyelhető meg. M> 100, minden 0 n 1 energiában a hasadási folyamat lehetséges. A fragmentumok terjeszkedését azonban erősen gátolja a potenciális gát. Ennek leküzdéséhez a magnak közölnie kell a töredékek nagy kötési energiájának energiáját. Az energiát, amelyet a magra kell jelenteni, hogy elkülönüljön, az aktivációs energiának nevezzük.