Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

RF 2.1.3.1. Mikroskopický ú činný průřez Ke kvantitativnímu popisu interakce neutronů s atomovými jádry se používají účinné průřezy. Účinný průřez pro.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "RF 2.1.3.1. Mikroskopický ú činný průřez Ke kvantitativnímu popisu interakce neutronů s atomovými jádry se používají účinné průřezy. Účinný průřez pro."— Transkript prezentace:

1 RF Mikroskopický ú činný průřez Ke kvantitativnímu popisu interakce neutronů s atomovými jádry se používají účinné průřezy. Účinný průřez pro určitou reakci vztažený na jedno jádro se nazývá mikroskopický účinný průřez a označuje symbolem σ. Vyjadřuje míru pravděpodobnosti, že dojde k interakci mezi jedním jádrem, nacházejícím se v terčové ploše 1 m 2 a jedním dopadajícím neutronem, který projde kolmo touto plochou. Jednotkou mikroskopického účinného průřezu je 1 m 2. Pozn: 1 barn = m Neutronové účinné průřezy

2 RF σ e, σ i, σ f, σ r ‑ účinné průřezy pro pružný a nepružný rozptyl, štěpení a radiační záchyt, σ s, σ a ‑ účinné průřezy pro rozptyl a absorpci. Účinný průřez jádra pro příslušnou reakci je charakteristikou jádra a závisí na energii dopadajícího neutronu, tj. Pro účinný průřez platí adiční zákon, tj. dojde ‑ li k několika druhům interakcí neutronu s jádrem, můžeme určit celkový účinný průřez např. takto: kdeA ‑ atomová hmotnost terčového jádra, E ‑ energie neutronu vstupujícího do interakce.

3 RF Závislosti účinných průřezů na energii pro všechny prvky, s kterými se pracuje v neutronové a reaktorové fyzice, jsou stanovené a zpracované v tabulkách a grafech pro rychlost neutronů 2200 m/s. Typická závislost účinného průřezu pro absorpci neutronů na energii je znázorněna na obr.2.3. Energetický interval neutronů v jaderném reaktoru je značně široký, od eV do 10 7 eV. Tento energetický interval z hlediska účinných průřezů můžeme rozdělit u mnoha jader (zvláště pro A > 100) na tři charakteristické oblasti tak, jak je vidět z obr.2.3.

4 RF Obr Závislost účinného průřezu pro absorpci neutronu na energii 1. Oblast zákona 1/ ν (do ~ 1 eV). 2. Rezonanční oblast (~ 1 eV až ~ 10 3 eV). 3. Oblast neutronů s velkou energií (~ 10 3 eV až ~ 10 7 eV).

5 RF V první oblasti můžeme účinný průřez vyjádřit vztahem σ, σ o, ‑ účinné průřezy neutronů při rychlosti ν a při rychlosti ν o = 2200 m/s. V druhé oblasti, tzv. rezonanční, může mít účinný průřez několik maxim, jejich počet je závislý na druhu izotopu. Třetí oblast zahrnuje neutrony s velkou energií, tj. neutrony střední (~10 3 až ~ 10 5 eV) a rychlé (E > 10 5 eV). Tato oblast se vyznačuje tím, že účinný průřez pro rozptyl neutronů i pro vznik složených jader se blíží ke geometrickému průřezu jádra.

6 RF Makroskopický účinný průřez (označujeme symbolem Σ) je mírou pravděpodobnosti toho, že dojde k interakci mezi jedním jádrem ze všech, které se nachází v krychli o straně 1 metr a neutronem, který dopadá kolmo na jednu ze stěn této krychle. Pro makroskopický účinný průřez platí vztah N je hustota jader, tj. počet jader v jednotce objemu (1 m 3 ) dané látky Makroskopický účinný průřez

7 RF Je ‑ li ρ [kg/m 3 ] měrná hmotnost látky tvořené jedním prvkem, M její molární hmotnost [kg/mol] a N A Avogadrova konstanta (N A = 6, mol -1 ), potom počet jader v jednotce objemu vypočítáme podle vzorce Vztah pro výpočet makroskopického účinného průřezu platí pro interakci neutronů s jedním druhem jader. Když příslušnou látku tvoří několik druhů jader, určíme makroskopický účinný průřez sčítáním parciálních účinných průřezů pro jednotlivé druhy jader. c i - objemové zastoupení i - tého druhu jader, Σ i - makroskopický účinný průřez pro příslušnou reakci i - tého druhu jader.

8 RF V následující tab.2.1 jsou uvedeny počty jader v 1 m 3 a mikroskopické účinné průřezy tepelných neutronů pro některé materiály používané v jaderných reaktorech (podle BNL-325, hodnoty s hvězdičkou jsou vynásobeny 10 5 ). MateriálN [m -3 ] σ [m 2 ] aa ss H5,3 * 0,3338 B0, Be0,012360,0107,0 C0,08030,00454,8 O5,3 * 0,00024,2 Al0,06020,2411,4 Yr0,04230,1858 U přír 0,048737,688,3 Tab.2.1 -Mikroskopické účinné průřezy pro absorpci a rozptyl některých materiálů používaných jaderných reaktorech

9 RF V tab.2.2 jsou uvedeny mikroskopické účinné průřezy tepelných neutronů pro některé štěpitelné izotopy. Izotop  [m 2 ] aa ss ff 233 U574,8+1,88,2525,5+1,6 235 U678,4+1,68,2577,5+1,6 239 Pu ,9+3,3 Tab.2.2 -Mikroskopické účinné průřezy tepelných neutronů pro 233 U, 235 U a 239 Pu

10 RF Makroskopický účinný průřez pro sloučeninu určíme ze vztahu M- molární hmotnost sloučeniny, ν i ‑ počet atomů i ‑ tého druhu v jedné molekule, σ i ‑ mikroskopický účinný průřez pro příslušnou reakci s jádry i ‑ tého druhu. Podobně jako pro mikroskopický účinný průřez platí i pro makroskopický účinný průřez adiční zákon. Je ‑ li jádro pro interakci s neutrony n rozdílných typů srážek, potom celkový makroskopický účinný průřez je dán vztahem


Stáhnout ppt "RF 2.1.3.1. Mikroskopický ú činný průřez Ke kvantitativnímu popisu interakce neutronů s atomovými jádry se používají účinné průřezy. Účinný průřez pro."

Podobné prezentace


Reklamy Google