Difuzia neutronilor

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 22 iunie 2013; verificările necesită 5 modificări .

Difuzia neutronilor este o mișcare haotică a neutronilor în materie, raportul dintre concentrații. Este similar cu difuzia în gaze și respectă aceleași legi, principala dintre acestea fiind aceea că substanța care difuzează se răspândește din zone cu o concentrație mai mare în zone cu o concentrație mai mică. În prezența a două medii, neutronii care au căzut dintr-un mediu în altul se pot întoarce în primul mediu în procesul de difuzie. Probabilitatea unui astfel de eveniment caracterizează capacitatea celui de-al doilea mediu de a reflecta neutronii .

Neutronii liberi care apar în timpul transformărilor nucleare, înainte de absorbția ulterioară, se ciocnesc în mod repetat cu nucleele atomice și în fiecare ciocnire sunt împrăștiați într-un unghi arbitrar , ceea ce duce la rătăcirea haotică în mediu, adică la difuzie. Deoarece secțiunile transversale ale nucleelor sunt mici și, în consecință, lungimile de drum între ciocniri sunt mari, atunci, în procesul de difuzie, neutronii se mișcă în materie pe distanțe relativ mari.

Procesul de împrăștiere a neutronilor pe nuclee este de natură statistică , prin urmare, teoria care descrie mișcarea neutronilor într-un mediu este, de asemenea, de natură statistică ( probabilistică ), ia în considerare un anumit neutron mediu .

În teoria difuziei, pentru a explica fundamentele, este adesea luat în considerare cel mai simplu caz - difuzia neutronilor monoenergetici, adică se presupune că neutronii nu își schimbă energia în timpul ciocnirilor cu nucleele, ceea ce este aproximativ adevărat numai pentru regiune, în care energia neutronilor nu se modifică în medie și numai în ciocniri individuale, poate crește sau scădea, iar probabilitatea valorilor sale posibile este determinată de distribuția Maxwell . Difuzia neutronilor care încetinesc, adică împrăștierea cu energie în scădere, este de obicei considerată în legătură cu încetinirea neutronilor [1] [2] .

Caracteristicile traiectoriei

Dacă luăm în considerare un neutron mediu care se mișcă într-un mediu cu o viteză , născut în punctul 1 și absorbit în punctul 2, atunci între ciocniri cu nuclee, neutronul trece segmente de cale , ale căror lungimi sunt diferite. Este ușor de înțeles că o traiectorie tipică este descrisă de trei parametri care sunt medii pentru un număr mare de neutroni (ansamblu): lungimea totală a traiectoriei, lungimea segmentului dintre două ciocniri succesive de împrăștiere și unele caracteristici unghiulare ale evenimentul de împrăștiere, care reflectă poziția relativă a segmentelor. $v$ $l_{i}$

Lungimea totală

Lungimea totală a traiectoriei se numește calea liberă medie înainte de absorbție și este egală cu:

\lambda _{a}=\left\langle {\sum _{i=1}^{k}l_{i}}\right\rangle

Parantezele triunghiulare înseamnă media ansamblului. Însumarea se realizează pe toate segmentele.

Într -un mediu foarte absorbant , majoritatea traiectoriilor constau dintr-un singur segment, deoarece neutronii sunt absorbiți mai des înainte de a experimenta cel puțin o împrăștiere.

Lungimea medie a unui segment

Lungimea medie a segmentului de traiectorie dintre două împrăștieri succesive se numește calea liberă medie înainte de împrăștiere și este egală cu:

\lambda _{s}=\left\langle {\frac {1}{k-1}}{\sum _{i=1}^{k-1}l_{i}}\right\rangle

Însumarea se efectuează pe toate segmentele, cu excepția ultimului. Media ansamblului conține doar traiectorii cu numărul de legături mai mare de unu. Într -un mediu foarte absorbant , partea principală a traiectoriilor incluse în sumă este formată din două verigi.

Note

↑ Bartolomey G.G., Baibakov V.D., Alkhutov M.S., Bat G.A. Fundamente ale teoriei și metodelor de calcul a reactoarelor nucleare. - Moscova: Energoatomizdat, 1982. - S. 512.
↑ A.N. Klimov. Fizică nucleară și reactoare nucleare. - Moscova: Energoatomizdat, 1985. - S. 352.