TƯƠNG TÁC CỦA NEUTRON VỚI VẬT CHẤT

Sự tương tác của neutron với vật chất chủ yếu là tương tác với hạt nhân nguyên tử. Khi neutron va chạm với hạt nhân thường xảy ra các quá trình tán xạ đàn hồi, tán xạ không đàn hồi và phản ứng hạt nhân.Để xem xét sự tương tác của neutron với vật chất, người ta chia các neutron theo năng lượng của chúng, thành các neutron nhiệt (năng lượng neutron En từ 0 đến 0.5eV), các neutron trên nhiệt (En từ 0.5eV đến 10keV), các neutron nhanh (En từ 10keV đến 10MeV) và các neutron rất nhanh...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
TƯƠNG TÁC CỦA NEUTRON VỚI VẬT CHẤT MỤC LỤC1. TƯƠNG TÁC CỦA NEUTRON VỚI VẬT CHẤT................................21.1. Sự suy giảm chùm neutron khi đi qua vật chất.....................................21.2. Sự làm chậm neutron do tán xạ đàn hồi...............................................21.2.1. Tham số va cham ξ ................................................................................4 ̣1.2.2. Số va cham S.......................................................................................... 5 ̣1.3. Hâp thụ neutron........................................................................................6 ́2. ĐẶC TRƯNG CỦA TRƯỜNG NEUTRON............................................72.1. Thông lượng ,mật độ và dòng neutron..................................................72.2. Độ dai lam châm và độ dai khuêch tan neutron....................................10 ̀ ̀ ̣ ̀ ́ ́2.2.1. Độ dai lam châm..................................................................................10 ̀ ̀ ̣2.2.2. Độ dai khuêch tan................................................................................11 ̀ ́ ́3. MỘT SỐ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN KHÁC..........................................123.1. Phan ứng chiêm phong xa..................................................................... 12 ̉ ́ ́ ̣3.2. Phan ứng sinh proton.............................................................................13 ̉3.3. Phan ứng sinh alpha.............................................................................. 13 ̉3.4. Phan ứng phân hach..............................................................................14 ̉ ̣3.5. Phan ứng sinh nhiêu hat........................................................................14 ̉ ̀ ̣4. TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................ 15 11. TƯƠNG TÁC CỦA NEUTRON VỚI VẬT CHẤT1.1. Sự suy giảm chùm neutron khi đi qua vật chất Sự tương tác của neutron với vật chất chủ yếu là tương tác với hạt nhânnguyên tử. Khi neutron va chạm với hạt nhân thường xảy ra các quá trình tán xạđàn hồi, tán xạ không đàn hồi và phản ứng hạt nhân. Để xem xét sự tương tác của neutron với vật chất, người ta chia cácneutron theo năng lượng của chúng, thành các neutron nhiệt (năng lượng neutronEn từ 0 đến 0.5eV), các neutron trên nhiệt (En từ 0.5eV đến 10keV), các neutronnhanh (En từ 10keV đến 10MeV) và các neutron rất nhanh (En lớn hơn 10MeV).Tương tác của neutron với hạt nhân phụ thuộc rất mạnh vào năng lượng của nó. Tất cả các neutron khi sinh ra đều là neutron nhanh. Các neutron nhanh mấtnăng lượng khi va chạm đàn hồi với các hạt nhân môi trường trở thành neutronnhiệt hoặc trên nhiệt và cuối cùng bị hấp thụ trong môi trường. Có nhiều loạiphản ứng của neutron với vật chất nhưng từ quan điểm an toàn bức xạ, các tươngtác chính của neutron được quan tâm là quá trình tán xạ đàn hồi và quá trình neutronsinh ra các photon hay các hạt khác. Khi chùm hẹp các hạt neutron đi qua môi trường, cũng giống như tiagamma, cường độ chùm tia cũng giảm đi theo hàm số mũ. Ở đây thay cho việc sửdụng hệ số hấp thụ tuyến tính hay hệ số hấp thụ khối người ta dùng tiết diện vĩmô Σ=σN, trong đó: σ là tiết diện hấp thụ vi mô của môi trường; N là số các hạtnhân hấp thụ của môi trường trong 1cm3 . Khi đó cường độ chùm neutron I sau bảnhấp thụ dày t liên hệ với cường độ chùm neutron I0 trước bản hấp thụ như sau: Σ σNt I=I0e- t= I0e- (1.1)1.2. Sự làm chậm neutron do tán xạ đàn hồi Tán xạ đàn hồi là quá trình phổ biến nhất khi neutron tương tác với cáchạt nhân môi trường có số nguyên tử bé. Do tán xạ đàn hồi, năng l ượng neutron 2giảm dần khi đi qua môi trường, ta gọi là neutron bị làm chậm và môi trường nhưvậy gọi là chất làm chậm. Quá trình tán xạ đàn hồi giữa neutron nhanh với hạt nhân môi trườnggiống như sự va chạm đàn hồi giữa hai viên bi, trong đó hạt neutron có khối lượngbằng 1, động năng ban đầu E, còn hạt nhân đứng yên có khối lượng A. Sau tán xạneutron có năng lượng E’. Do quy luật bảo toàn động năng và động lượng của quátrình tán xạ đàn hồi, ta có: εE ≤ E’ ≤ E (1.2)Trong đó: 2 � −1 � A ε =� � ( 1.3) � +1 � A Trong công thức (1.2): E’=E khi neutron tan xạ về phia trước. ́ ́ E’=εE khi neutron tan xạ giât lui về phia sau, tức ́ ̣ ̀ ́là va cham cham tran. ̣ ̣ ́ Theo công thức (1.3) trong va cham với hat nhân hydrogen thì ε=0, do đó ̣ ̣theo công thức (1.2) neutron truyên toan bộ đông năng cua minh cho hydrogen khi va ̀ ̀ ̣ ̉ ̀cham cham tran. Tuy nhiên, đôi với cac hat nhân năng hơn, do ε≠ 0 nên neutron ̣ ̣ ́ ́ ́ ̣ ̣không thể truyên toan bộ đông năng cua minh trong môt va cham. Chăng han, đôi với ̀ ̀ ̣ ̉ ̀ ̣ ̣ ̉ ̣ ́tan xạ đan hôi giữ ...