Техника вычерчивания и обводка Предел последовательности http://to-obuv.ru/ Усилители постоянного тока http://ficses.ru/ Квантовые усилители и генераторы. http://teldig.ru/ Лазеры
Решение задач по ядерной физике Законы радиоактивного распада Ядерная и нейтронная физика Взаимодействие нейтронов с ядрами Реактор на тепловых нейтронах

Задачи по курсу "Ядерная и нейтронная физика"

Узкий пучок нейтронов с кинетической энергией 10 эВ проходит через счетчик длиной l = 15 см вдоль его оси. Счетчик наполнен газообразным BF3 при нормальных условиях (бор природного изотопного состава). Определить эффективность регистрации нейтронов с данной энергией, если известно, что сечение реакции (n,α) подчиняется закону 1/v.

Решение

Эффективность ε регистрации частиц – одна из основных характеристик любого счетчика частиц, которая есть вероятность зарегистрировать ровно N частиц из N0 вошедших в рабочий объем счетчика за время измерения. Для экспериментальной оценки величины ε используют соотношение

,

(4.12.1)

где Np – число зарегистрированных частиц, а N0– число частиц, попавших в рабочий объем детектора за время регистрации.

Непосредственная регистрация нейтронов данной энергии невозможна из-за крайне низкой кинетической энергии. Для регистрации используют экзоэнергетические реакции под действием нейтронов с образованием заряженных частиц, которые регистрируются обычными ионизационными методами. Одна из таких реакций

,

(4.12.2)

протекает только на нуклиде 10В, атомное содержание которого в естественном боре составляет 19,8%. Сечение этой реакции в тепловой области (Тn = 0,025 эВ) σ = 3813 б.

В соответствие с формулой (4.10.1) плотность потока нейтронов на выходе из детектора составит

,

а поглощенная в счетчике длиной d плотность потока

,

(4.12.3)

где Ф0 – плотность потока нейтронов, входящих в счетчик через торцевую поверхность.

 

Если каждая α-частица, возникающая в реакции (4.12.2) оказывается зарегистрированной, то, согласно (4.12.1) и (4.12.3)

1,5·10-2,

так как при нормальных условиях в 1 см3 идеального газа содержится L = 2,69·1019 молекул (число Лошмидта).

Найти вероятность того, что в результате взаимодействия медленных нейтронов (l = 0) с ядрами, спин которых I = 1, составное ядро образуется в основном состоянии со спином J = 3/2. Считать, что спины нейтронов и ядер до взаимодействия имеют всевозможные взаимные ориентации.

Исходя из формулы Брейта-Вигнера для сечения σ а образования составного ядра, получить выражение для сечений процессов упругого рассеяния σnn и радиационного захвата σ нейтрона.

Выразить с помощью формулы Брейта-Вигнера сечение радиационного захвата нейтрона σот его кинетической энергии T n, если известно сечение σ0 данного процесса при Tn = Т0 и значения Т0 и Г.

Найти с помощью формулы (4.7.1) Брейта-Вигнера для сечения радиационного захвата нейтрона отношение σmin0, где σmin – минимальное сечение процесса (n,γ) в области Tn < T0 (см. рис. 4.1); σ0 – сечение этого процесса при Tn = T0, если Г << Т0.

Какова должна быть толщина d кадмиевой пластинки, чтобы параллельный пучок тепловых нейтронов при похождении через нее уменьшился в 100 раз?

В центре сферического слоя графита, внутренний и внешний радиусы которого R1 = 1,0 см и R2 = 10,0 см находится точечный источник нейтронов с кинетической энергией Тn = 2 МэВ. Интенсивность источника I0 =2,0·104 с-1. Сечение взаимодействия нейтронов данной энергии с ядрами углерода σ = 1,6 б. Определить плотность потока нейтронов Фn(R2) на внешней поверхности графита, проходящих данный слой без столкновений.


Физика Деление и синтез ядер