Файл: Гуртовой М.Е. Вопросы физики быстрых нейтронов. Спектрометрия быстрых нейтронов по времени пролета.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.07.2024
Просмотров: 121
Скачиваний: 0
- 96 -
80- -
Н о и е р к і ш а л п
Рис.40.Временной спектр нейтронов, рассеянных ядрами серн на угол 44,6°. (Стрелки указывают вычисленное положение известных уровней на временной шкале) (Кл64).
Рис.41.Дифференциальные сечения упругого и неупругого рассеяния нейтронов с возбуждением уровня м на сере (Кл64).
- 97 -
В рассматриваемой работе оптический потенциал имел вид:
U = V f (г) + i Wv f (г) +1Ws ^ (г) + VÖ1 |
(ад) |
В Д - [ | + и р ( ± р - ) ] ; 8 ( г ) - е х р | - ( ^ - ) г |
|
Радиус ядра |
|
R = 1,2.5 А ^ ф м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Здесь |
а , |
|
в -параметры |
диффузности ядра , |
V |
и W - |
|||||||||||||
глубина |
реальной |
и мнимой части |
|
потенциала |
, |
Ѵ<з і -потенци |
||||||||||||||
ал спин-орбитального |
взаимодействия. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Потенциалы и параметры |
|
диффузности |
|
подбирались так, |
|||||||||||||||
чтобы получить наилучшее согласие не только с |
эксперимен- |
|||||||||||||||||||
тальной |
кривой |
дифференциального |
рассеяния |
, но и вычислен |
||||||||||||||||
ные |
интегральные |
сечения |
полного рассеяния |
ö |
j |
И сечения |
||||||||||||||
неупругого |
|
взаимодейтсвия |
ö x совпадали |
с таковыми |
, |
получен |
||||||||||||||
ными |
в |
экспериментах |
. |
Это обосновывается тем |
, что 6 Т и 6 Х |
|||||||||||||||
экспериментально |
могут |
|
быть |
определены |
|
с большей точностью |
||||||||||||||
чем дифференциальные |
селения , Подгонка параметров прово - |
|||||||||||||||||||
дилась на ЭВМ по минимуму |
величины |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
у |
/ п |
п |
ч |
) |
•£- |
^meop.CPivPn.Qi) |
|
<—’эксп.C5Q |
{25) |
|||||||||||
Д(р'....р") _ |
к |
Й |
|
|
' |
Д<Зэкс„.СВ |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
Здесь |
|
р (1. . , , р п |
|
|
-параметры |
подгонки |
вычисленного |
||||||||||||
значения сечения |
â m eDp |
к экспериментальному 0 ЭКСП. для |
||||||||||||||||||
данного |
угла |
0^ |
при |
экспериментальной |
ошибке измерения |
|||||||||||||||
Д б эксп |
м я этого же угла. |
Полученные |
параметры оптичес |
|||||||||||||||||
кого |
потенциала |
приведены |
|
в таблице |
2 |
( |
все |
линейные раз |
||||||||||||
меры |
в фм, |
потенциалы |
в Мэв ), |
а |
соответствующая |
теорети |
||||||||||||||
ческая |
кривая |
для серы |
показана |
на |
рис. 41, |
|
|
|
|
- 98 -
Таблица 2.
Набор параметров оптического потенциала
из работы (КлбО.
Элемент |
|
/<.л |
а |
é" |
V |
|
іг'і |
ьі- |
<? |
|
1 ,2 5 |
0 ,5 0 |
0 ,3 5 |
-5 0 |
-б |
-1 0 |
+6 |
А(у |
S |
1 .2 5 |
0 ,7 0 |
1 ,1 0 |
-ЧИ |
- 2 |
-7 |
+6 |
|
Исследования показали , что можно добиться удовлетво |
|||||||||||
рительного |
согласия |
теоретической |
кривой с эксперименталь |
|||||||||
ной |
также |
при учете |
только поверхностного |
поглощения |
||||||||
( с И£=-9 Ыэв). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Спин-орбитальный член имеет |
существенное |
влияние толь |
|||||||||
ко |
на больших углах , |
сглаживая глубокие минимумы в районе |
||||||||||
140°. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценка |
вклада |
упругого |
рассеяния |
через |
составное яд |
||||||
ро |
показала, |
что |
он не |
|
превышает |
3 |
мбарн для |
. а |
||||
дифференциальное |
сечение |
для |
углов |
90 |
- [40° |
не превышает |
||||||
0,23 |
мбарна, |
что |
пренебрежимо |
мало |
|
в сравнении с экспери |
||||||
ментальными |
|
значениями . |
|
|
|
|
|
|||||
|
Итак, |
для легких |
ядер |
, |
Ь |
, А |
оптическая модель |
|||||
хорошо описывает угловое |
распределение |
упруго рассеянных |
||||||||||
нейтронов , |
причем |
параметры |
потенциала |
мало отличается |
||||||||
от таковых |
для тяжелых |
|
ядер . |
|
|
|
|
|||||
|
.Для углерода |
|
параметры |
значительно |
отличаются , при |
|||||||
чем, |
согласия |
с экспериментом не |
наблюдается |
для углов |
||||||||
выше Г00°. |
Вкладом рассеяния |
через |
составное |
ядро этого |
||||||||
расхождения |
|
объяснить |
нельзя |
, Предполагается |
влияние |
|
|
|
|
|
|
|
- |
99 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сильной |
связи |
каналов |
упругого |
рассеяния |
и возбуждения |
|
|
|||||||||||||
уровня |
4 ,4 3 Иэв. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Более |
поздние |
работы Грина |
|
и др . (Гр69,Грб7,Д ж б7, |
|
|
|||||||||||||
Г р 6 6 а ,Г р 6 5 ) |
были |
специально |
поовящены |
экспериментальному |
|
|||||||||||||||
изучению |
упругого |
и неупругого |
рассеяния' |
нейтронов |
с |
энер |
||||||||||||||
гией |
I*» |
Мэв |
на |
ядрах |
С1^, |
а |
также |
их теоретической интер |
||||||||||||
претации . Иа сравнения расчетных сечений |
( |
метод |
связан |
|
||||||||||||||||
ных каналов ) с экспериментальными |
данными |
удалось |
интер |
- |
||||||||||||||||
претировать |
основной |
уровень |
0 + |
и уровни 2+ |
( 4 ,4 3 |
Ы эв), . |
|
|||||||||||||
8 " ( 9 ,6 3 |
Мэв) |
и І “ . ( |
1 0 ,8 4 Ш в) |
как |
|
коллективные |
(Г р б 7 ). |
|
||||||||||||
|
Неупругое |
рассеяни е. Нижние |
состояния |
четных |
ядер |
обла |
||||||||||||||
дают |
характерными |
|
|
коллективными |
свойствами |
, |
для |
описания |
||||||||||||
которых |
о |
успехом |
применяется |
коллективная |
модель |
ядра . . |
||||||||||||||
Как показывают |
экспериментальные |
данные |
по |
неупругому |
р а с |
|||||||||||||||
сеянию |
нуклонов |
, |
при |
энергии |
налетающих |
частиц |
, |
превыша |
||||||||||||
ющей яеоколько |
мегаэлектронвольт |
, |
эти .со стояния возбуждают |
|||||||||||||||||
ся в основном в реакциях прямого типа . В |
этом |
случае, |
осо |
- |
||||||||||||||||
бенно |
при рассмотрении |
возбуждения |
вращательных уровней , |
|
||||||||||||||||
часто |
применимо |
адиабатическое |
|
приближение |
, |
при котором рас |
||||||||||||||
сеяние частицы |
происходит |
на |
неподвижно |
ориентированном |
яд |
|||||||||||||||
р е , т . е . |
скорость |
|
деформации ядра |
значительно |
меньше |
ско |
- |
рости |
нуклонов |
в ядре . Таким образом можно считать , что не |
||||||
упругое рассеяние |
аналогично |
упругому |
в том смысле, что оно |
|||||
происходит |
без |
перестройки нуклонов в гідре. Удовлетворитель |
||||||
ное описание |
этих процессов до сти гается |
использованием |
ме |
|||||
тода |
искаженных волн , метода |
сильной |
связи каналов и др , |
|||||
|
Кларк |
и Кросс использовали метод |
|
искаженных волн |
. Пред |
|||
п олагается |
, что |
несфѳричѳокая |
часть |
потенциала взаимодей |
||||
ствий |
связан а |
с |
деформацией ядра . При |
этом радиус ядра |
Я , |
-100 -
являющийся функцией угла , равен
|
|
|
|
R(Q) = RQ [ I + ^2Y2D (0)] |
|
|
|
|
( 26) |
|||||||||
для |
случая |
постоянной |
дефоршции |
и |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
R ( B , ^ = |
RD\ _ i + Z _2>J(a 0,4)] |
|
|
|
(27) |
|||||||||
для |
случая |
квадрупольных |
колебаний |
сферических |
ядер . |
В |
||||||||||||
последнем |
|
случае |
суммарное |
квадратичное |
отклонение форда |
|||||||||||||
ядра |
от |
сферы |
характеризует |
величина |
|
= Z .jcx 2^ | J' |
|
|||||||||||
|
В |
обоих |
случаях (ротационные |
и вибрационные |
состояния) |
|||||||||||||
|
D |
и назы вается |
параметром |
деформации |
. Вид углового |
|||||||||||||
распределения |
не |
зависит |
от |
величины |
параметра |
деформации, |
||||||||||||
но |
сечение |
неупругого |
рассеяния |
пропорционально |
произ |
|||||||||||||
ведению |
|
|
|
|
Значения |
R0 и |
V |
определяются |
при |
подгонке |
||||||||
упругого |
рассеяния . Таким образом, параметр |
деформации |
j j |
|||||||||||||||
является |
единственным |
, |
по которому вычисленное |
значение |
|
|||||||||||||
сечения |
|
согласовы вается |
с |
экспериментальным . |
|
|
|
|||||||||||
|
Для |
серы |
наилучшее |
согласи е |
теоретической |
кривой |
с |
|||||||||||
экспериментальными данными |
получено |
при |
£ = 0 ,3 2 |
(р и с .Ч І ) . |
||||||||||||||
Параметр |
|
деформации, |
полученный |
при рассеяния |
нейтронов , |
|||||||||||||
интересно |
|
сравнить с |
таковым , |
когда |
его |
получают другими |
путями . Тем садам можно не только уточнять значение иско
мой величины , повышать ее достоверность , но и проверять
идеи , заложенные в основу каждого метода . Например,пара метр деформации можно определить по вероятностям квадру -
польных переходов В (EZ) |
при кулоновском |
возбуждении |
||
ядра |
тяжелыми ионами. |
|
|
|
|
Если предположить , что |
коллективные |
возбуждения выз |
|
ваны |
движением однородной несжимаемой жидкости с четкой |
|||
границей , то получим ( для перехода между |
основным |
и п ер і |
||
вым |
возбужденным состояниями в линейном приближении |
) : |
- IOI
B(E2)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(28) |
Здесь |
R = I ,2 0 A 1^ |
фм — |
|
|
однородный" радиус |
|
||||
определяемый в экспериментах |
по рассеянию |
электронов |
с |
|||||||
точностью |
|
-3% . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кроме |
то го , |
параметр деформации определяется при изу |
|||||||
чении ’неупругого |
рассеяния протонов, дейтронов и других за |
|||||||||
ряженных |
частиц . |
При теоретической |
обработке , как |
и для |
||||||
нейтронов |
, |
чаще |
всего |
используется |
метод |
искаженных |
волн, |
|||
Кларк |
и Кросс получили |
хорошее |
согласие для магния |
, |
крем |
|||||
ния и |
серы |
между |
> |
полученными |
при рассеянии |
нейтронов, |
и, вычисленными по данным электромагнитных переходов.
Однако |
для |
магния |
|
это значение существенно больше |
полученно |
|||||
го |
при |
неупругом |
рассеянии |
а |
-части ц с |
энепгией |
Й5 Мэв . |
|||
По |
крайней |
мере |
частично, |
это |
можно объяснить тем , что при |
|||||
анализе |
рассеяния |
а -части ц |
был взят |
больший радиус ядра |
||||||
( |
и з -за |
конечных |
размеров |
а |
-ч а сти ц ). |
|
|
|
||
|
Таким |
образом , сечения неупругого рассеяния нейтронов |
||||||||
на |
магнии, |
кремнии и сер е хорошо описываются |
по методу иска |
|||||||
женных волн в предположении коллективной |
природы |
изучаемых |
||||||||
состояний |
и являются полезными при определении параметра д е |
|||||||||
формации. |
Неупругое |
рассеяние |
на углероде |
не |
удается описать |
этим методом . По мнению авторов причиной может быть непра -
вильность предположения |
об отсутствии |
сильной |
связи упруго |
|||||
го и |
неупругого |
каналов рассеяния |
или |
неприменимость опти |
||||
ческой |
модели |
к |
очень |
легким ядрам. |
|
|
||
Позднее |
этими же авторами |
изучалось рассеяние нейтро |
||||||
нов на ядрах никеля и |
циркония . |
В |
к ачестве |
рассеивателей |
||||
использовалась |
|
естествен ная смесь |
изотопов . |
Временной |