Замедление нейтронов - уменьшение кинетич. энергии E нейтронов в результате многократных столкновений их с атомными ядрами среды. Механизм 3. н. зависит от энергии нейтронов. Если E больше порога неупругого рассеяния нейтрона на ядре (Eну@0,1 - 10 МэВ), то нейтроны расходуют энергию гл. обр. на возбуждение ядер и ядерные реакции, сопровождающиеся вылетом нейтронов. При одном соударении нейтрон в среднем теряет значит. долю своей энергии и после небольшого числа столкновений (часто одного) переходит в область энергий E<Eну. Дальнейшее 3. н. происходит только за счёт упругого ядерного рассеяния. Если E/0,1-0,3 эВ, то можно пренебречь тепловым движением и хим. связью атомов среды и рассматривать ядра как свободные и покоящиеся. При этом рассеяние практически изотропно в системе центра масс нейтрон-ядро, и при одном соударении с ядром с массовым числом А нейтрон с энергией E с равной вероятностью может передать ядру любую энергию в интервале от 0 до 4AE/(A+1)2. Соответственно, его ср. потеря энергии равна 2АE/(A+1)2, т. е. пропорц. E, а среднелогарифмическая (усреднённая по углам рассеяния нейтронов) потеря энергии при одном соударении:
(E и E' - энергии до и после соударения). Т. о., x не зависит от энергии нейтрона. Поэтому x удобно использовать как характеристику упругого 3. н. (для среды, состоящей из смеси ядер с разными А, x усредняется по концентрациям с весом, пропорц. сечению рассеяния sр, что может привести к слабой зависимости x от E). Для водорода x = 1 и монотонно убывает с ростом А (см. табл.).
Параметры упругого замедления нейтронов в некоторых веществах
* При З. н. от ср. энергии нейтронов деления до тепловой энергии.
Ср. число столкновений m, требуемое для 3. н. от энергии E0 до E, равно m=u/x, где величина u=ln(E0/E) наз. летаргией нейтронов. Захват нейтронов ядрами в лёгких веществах в процессе 3. н. несуществен, т. к. сечения захвата s3 нейтронов малы по сравнению с сечением рассеяния sр; в тяжёлых веществах из-за большого т заметное число нейтронов может захватиться при 3. н. до малых энергий. Доля нейтронов, избежавших захвата при 3. н. от энергии E0до E, равна
где Rg (E0, E) - т. н. резонансный интеграл захвата нейтронов, равный:
Энергетич. распределение упруго замедляющихся нейтронов N(E)в случае непрерывно излучающегося моноэнергетич. нейтронного источника интенсивностью Q нейтронов в 1с с энергией нейтронов E0 в большом (утечкой нейтронов можно пренебречь) объёме однородного вещества в отсутствие захвата описывается ф-лой (спектр Ферми):
где lp - длина свободного пробега нейтрона до рассеяния, v - его скорость. Отношение x/lp наз. замедляющей способностью вещества. Учёт захвата приводит к появлению в ф-ле (4) множителя Р(E, E0), т. е. сдвигает спектр в сторону больших энергий ("ужесточает"). В случае импульсного источника нейтроны при упругом 3. н. в однородной среде после I/x соударений в каждый момент времени t после импульса группируются по энергии вблизи ср. энергии
(mn - масса нейтрона), причём тем теснее, чем тяжелее среда [с дисперсией].
Эта особенность позволяет измерять энергию нейтронов
по времени замедления в тяжёлых замедлителях (см. Нейтронная спектроскопия). Время 3. н. при E0>>E
определяется ф-лой (5), т. е. пропорционально lp/x,
в Рb при 
t=4.10-4c.
Диффузию нейтронов при 3. н. удобно описывать
в терминах плотности замедления q, т. е. числа нейтронов
- ср. транспортная длина свободного пробега (ср. длина, проходимая нейтроном в первонач. направлении),
-ср. косинус угла рассеяния.
Величина t наз. возрастом нейтронов; кроме того, величина 6t имеет смысл
ср. квадрата расстояния, на к-рое. удаляется нейтрон в безграничной
однородной среде при замедлении от энергии E0 до E. Величина
при 3. н. до тепловой энергии наз. длиной 3. н.
В безграничной однородной среде без поглощения в случае точечного
моноэнергетич. источника нейтронов единичной интенсивности решение
ур-ния (5) даёт
Как и поглощение нейтронов, она приводит к "ужестчению" нейтронного
энергетич. спектра в среде.
При энергиях E<0,1-0,3 эВ на рассеяние нейтронов влияют хим. связь и
тепловое движение атомов. Скорость 3. н. снижается, и спектр нейтронов
стремится к равновесному, обычно близкому к максвелловскому. 3. н. в
этой области энергии наз. термализацией нейтронов.
Нейтроны образуются в ядерных реакциях обычно с энергией /1 МэВ. 3. н.
является способом трансформации их в тепловые, к-рые используются в
ядерной энергетике (см. Ядерный реактор ),при исследовании конденсир. сред (см. Нейтронография)и др. Лит. см. при ст. Диффузия нейтронов.
М. В. Казарновский.
Понятие же "физического вакуума" в релятивистской квантовой теории поля подразумевает, что во-первых, он не имеет физической природы, в нем лишь виртуальные частицы у которых нет физической системы отсчета, это "фантомы", во-вторых, "физический вакуум" - это наинизшее состояние поля, "нуль-точка", что противоречит реальным фактам, так как, на самом деле, вся энергия материи содержится в эфире и нет иной энергии и иного носителя полей и вещества кроме самого эфира.
В отличие от лукавого понятия "физический вакуум", как бы совместимого с релятивизмом, понятие "эфир" подразумевает наличие базового уровня всей физической материи, имеющего как собственную систему отсчета (обнаруживаемую экспериментально, например, через фоновое космичекое излучение, - тепловое излучение самого эфира), так и являющимся носителем 100% энергии вселенной, а не "нуль-точкой" или "остаточными", "нулевыми колебаниями пространства". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
