Деление нейтронов по группам по характеру взаимодействия с веществом. Среднелогарифмическая потеря энергии нейтронов. Основные вещества - замедлители нейтронов.

Характер взаимодействия нейтронов с веществом в значительной степени зависит от их энергии.В зависимости от энергии нейтронов, их подразделяют на следующие группы:

1. Ультрахолодные нейтроны - нейтроны с энергией менее 10^-7 эВ (представляют интерес только для исследовательских целей).

2. Холодные нейтроны E < 5*10^-3 эВ.

3. Ультрахолодные и холодные отличаются аномально большой проникающей способностью при прохождении через поликристаллические вещества.

4. Тепловые нейтроны (Е < 0.1 эВ) - нейтроны, находящиеся в термодинамическом равновесии с рассеивающими атомами окружающей среды. При диффузии через относительно слабо поглощающие среды их скорости стремятся к Максвелловскому распределению. Характерной реакцией для тепловых нейтронов является реакция радиационного захвата (n, γ ).

5. Надтепловые нейтроны (от 0.1 эВ до 0.5 кэВ). При прохождении надтепловых n через поглощающие и рассеивающие среды сечение взаимодействия подчиняется в основном закону 1/v, где v скорость нейтрона. Так же характерна реакция (n, γ ).

6. Нейтроны промежуточных энергий (0.5 кэВ до 0.2 МэВ) - типичным процессом взаимодействия с веществом является упругое рассеяние.

7. Быстрые нейтроны (0.2 МэВ - 20 МэВ). Характеризуются как упругим, так и неупругим рассеянием, и возникновением пороговых ядерных реакций.

8. Сверхбыстрые нейтроны (E> 20 МэВ). Они отличаются ядерными реакциями с вылетом большого числа частиц. При энергии> 300 МэВ наблюдается слабое взаимодействие n с ядром (прозрачность ядер для сверхбыстрых нейтронов) и появление " реакции скалывания", в результате которой бомбардируемое ядро испускает несколько осколков.

Среднелогарифмическая потеря энергии (усреднённая по углам рассеяния нейтронов) при одном соударении:

где e, e’ – энергия до соударения и энергия после соударения, A – массовое число ядра замедлителя. Вводиться для рассмотрения замедляющих свойств материала. Зависит от массового числа, и не зависит от энергии нейтронов.

Основные вещества-замедлители :

Наилучшими замедлителями являются такие, которые уменьшают скорость быстрых нейтронов до скорости тепловых за наименьшее число соударений. К числу лучших замедлителей, широко используемых в ядерной физике и ядерной технике для превращения быстрых нейтронов в тепловые, относятся вода, тяжёлая вода, бериллий, графит, углерод.

Источники ионизирующего излучения. Источники гамма-излучения.

Источником ионизирующего излучения может быть космический объект, земной объект, содержащий радиоактивный материал, или техническое устройство, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение.

Источник ионизирующего излучения, ИИИ - объект, содержащий радиоактивный материал или техническое устройство, испускающее или способное в определенных условиях испускать ионизирующее излучение.

В зависимости от происхождения, ИИИ бывают:

- Естественные (космические лучи, гамма-излучение от земных пород, продукты распада радона и тория в воздухе и другие природные радионуклиды, присутствующие в окружающей среде)

- Искусственные (рентгеновское излучение, применяемое в медицине, радиоактивные осадки при использовании ядерного оружия, выбросы радионуклидов с отходами атомной станции в окружающую среду, а также гамма-излучение, используемое в промышленности).

Источники γ -излучения. Изотопные гамма-установки

Источники гамма-излучения изготавливаются на основе таких радионуклидов, как кобальт-57, кобальт-60, цинк-65, селен-75, серебро-110м, сурьма-124, барий-133, цезий-134 и другие. В настоящее время мощные источники γ -излучения нашли применение в

- медицине (радиотерапия, стерилизация медицинских инструментов и материалов),

- сельском хозяйств (стимуляция роста и урожайности зерновых и овощных культур, борьба с вредителями),

- радиационной физике (материаловедение), для обеззараживания и очистки промышленных

- стоков, твердых и жидких отходов производств, в радиационной химии (радиационно- химическая модификация материалов, синтез полимеров), для испытания изделий в поле интенсивного гамма-излучения, для стерилизации и дезинфекции пищевых продуктов и др.)

Примерами мощных источников γ -излучения являются Co⁶⁰ изотопные установки ГУ-200 ГАММАРИД, ИССЛЕДОВАТЕЛЬ, РХМ-гамма-20, Агат-С.

 

Нейтронные источники

Свободные нейтроны нестабильны, они распадаются, превращаясь в протоны, электроны и антинейтрино ( ). Среднее время жизни нейтрона ≈ 10³ с. Для получения нейтронов применяют следующее:

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: