Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика


§ 220. Свойства нейтронов



Pdf көрінісі
бет297/346
Дата19.01.2022
өлшемі6,71 Mb.
#24105
түріУчебник
1   ...   293   294   295   296   297   298   299   300   ...   346
Байланысты:
Ð Ð Ð½Ð Ñ Ð ÐµÑ Ð³ Ð Ð ÐÐ ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ Ð Ñ Ð½Ñ Ð¹ Ñ Ñ ÐµÐ

§ 220. Свойства нейтронов. Испускание нейтронов было об-

наружено впервые (в 1932 г.) при облучении бериллия α-части-

цами. Происходящая при этом ядерная реакция состоит в захва-

те α-частицы ядром бериллия, в результате чего образуется ядро

углерода и испускается нейтрон. Уравнение реакции записывает-

ся так:


9

4

Be +



4

2

He



12

6



C + n.

(220.1)


Здесь символ n означает нейтрон. В дальнейшем было открыто

много других ядерных реакций, в которых также выделяются

нейтроны. Однако реакция α-частиц с бериллием по-прежнему

Рис. 395. Схема камеры Виль-

сона, облучаемой нейтронами:

— источник нейтронов (ампу-

ла, содержащая смесь

α

-радио-


активного вещества с берилли-

ем), — парафиновая пленка.

Нейтроны выбивают из парафи-

новой пленки быстрые протоны,

дающие в камере следы

применяется для получения ней-

тронов. До сего времени в ка-

честве компактных и с т о ч н и-

к о в н е й т р о н о в пользуют-

ся ампулами, заполненными сме-

сью α-радиоактивного вещества

с порошком бериллия.

Поместим

такой


источник

нейтронов возле работающей ка-

меры Вильсона, внутри которой

укреплена пленка вещества, со-

держащего водород (например,

парафина С

22

Н

46



). На фотогра-

фии в камере мы увидим сле-

ды, исходящие из пленки и пред-

ставляющие собой следы про-

тонов, как об этом можно су-

дить по характеру ионизации

(см. схематический рис. 394).

Все следы идут от пленки впе-

ред, если смотреть из источни-

ка. Эти следы созданы прото-

нами, в ы б и т ы м и из плен-

ки в результате ударов быстрых

нейтронов, летящих из источни-

ка. Следов самих нейтронов, пересекших камеру, на снимках

нет.

Н е й т р о н ы, следовательно,



н е п р о и з в о д я т з а-

м е т н о й и о н и з а ц и и, т. е. в отличие от заряженных частиц




550

Гл. XXIV. Атомные ядра и ядерная энергия

практически не взаимодействуют с электронами. При прохожде-

нии через вещество нейтроны взаимодействуют только с атом-

ными ядрами, но так как размеры ядер очень малы, то нейтроны

сталкиваются с ними очень редко (см. упражнение 40 в конце

главы). Этим объясняется способность нейтронов свободно про-

ходить сквозь толстые (измеряемые сантиметрами) слои веще-

ства (например, стенки источника и камеры в опыте, изображен-

ном на рис. 395).

Как видно из рис. 395, наибольшую длину следа (а наиболь-

шую энергию) имеют протоны, выбитые в направлении движения

нейтронов, а не под заметным углом к нему. Эту особенность

нетрудно понять, рассматривая столкновения нейтрона с прото-

ном как удар упругих шаров р а в н о й м а с с ы. Ударяемый шар

летит точно вперед только при л о б о в о м у д а р е (рис. 396).

Но в этом случае ударяющий шар останавливается, т. е. пе-

Рис. 396. Лобовой удар упругих шаров равной массы: а) до удара;

б) после удара. Ударяющий шар останавливается, передавая свою ско-

рость ударяемому

редает ударяемому шару в с ю с в о ю э н е р г и ю. Движению

протона под углом к направлению начальной скорости нейтро-

на соответствует б о к о в о й у д а р (рис. 397). При боковом

ударе ударяющий шар не останавливается, но изменяет направ-

ление движения, передавая второму шару лишь ч а с т ь с в о е й

э н е р г и и.

При столкновении н е р а в н ы х п о м а с с е шаров пе-

редача энергии не столь велика, как при столкновении шаров

равной массы, и тем меньше, чем больше различие в массах

шаров. В самом деле, при ударе о тяжелый шар легкий шар

отскакивает назад, сохраняя почти всю свою энергию. Тяжело-



Гл. XXIV. Атомные ядра и ядерная энергия

551


му шару передается поэтому малая доля энергии легкого шара

(см. упражнение 41 в конце главы).

Рис. 397. Боковой удар упругих шаров равной массы: а) до удара;

б) удар; в) после удара. Ударяемый шар летит под углом к начальному

направлению движения ударяющего шара и воспринимает лишь часть

энергии последнего

Аналогия с ударом шаров приводит к следующему выводу.



При соударениях с ядрами нейтроны теряют энергию, т. е.

замедляются. Замедляющее действие соударений тем больше,

чем легче ядро, т. е. чем ближе масса ядра к массе нейтрона.

Особенно с и л ь н о е з а м е д л е н и е п р о и с х о д и т п р и

с о у д а р е н и я х н е й т р о н о в с равными им по массе п р о-

т о н а м и.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   293   294   295   296   297   298   299   300   ...   346




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет