A neutronok diffúziója
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2013. június 22-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 5 szerkesztést igényelnek .A neutronok diffúziója a neutronok kaotikus mozgása az anyagban, a koncentrációk aránya. Hasonló a gázokban történő diffúzióhoz , és ugyanazoknak a törvényeknek engedelmeskedik, melynek lényege, hogy a diffundáló anyag a nagyobb koncentrációjú területekről a kisebb koncentrációjú területekre terjed. Két közeg jelenlétében az egyik közegből a másikba esett neutronok a diffúzió során visszatérhetnek az első közegbe. Egy ilyen esemény valószínűsége jellemzi a második közeg neutronvisszaverő képességét .
A nukleáris átalakulások során megjelenő szabad neutronok az azt követő abszorpció előtt ismételten ütköznek atommagokkal és minden ütközésben tetszőleges szögben szóródnak szét , ami a közegben kaotikus vándorláshoz, azaz diffúzióhoz vezet. Mivel az atommagok keresztmetszete kicsi, és ebből következően az ütközések közötti úthosszak nagyok, ezért a diffúzió során a neutronok viszonylag nagy távolságra mozognak az anyagban.
A neutronok atommagok általi szórásának folyamata statisztikai jellegű, ezért a neutronok közegben történő mozgását leíró elmélet is statisztikai ( valószínűségi ) jellegű, egy bizonyos átlagos neutront vesz figyelembe.
A diffúzió elméletében az alapok magyarázatához gyakran a legegyszerűbb esetet veszik figyelembe - a monoenergetikus neutronok diffúzióját, vagyis azt feltételezik, hogy a neutronok nem változtatják meg energiájukat az atommagokkal való ütközés során, ami megközelítőleg csak a termikus neutronokra igaz. régióban, amelyben a neutron energiája átlagosan nem változik, és csak az egyes ütközések során nőhet vagy csökkenhet, és lehetséges értékeinek valószínűségét a Maxwell-eloszlás határozza meg . A lassuló neutronok diffúzióját, azaz csökkenő energiájú szórását általában a neutronok lelassulásával összefüggésben tartják számon [1] [2] .
Pálya jellemzői
Ha egy átlagos neutront számolunk, amely sebességgel mozog egy közegben, amely az 1. pontban született és a 2. pontban nyelődik el, akkor az atommagokkal való ütközések között a neutron különböző hosszúságú útszakaszokon halad át . Könnyen megérthető, hogy egy tipikus pályát három olyan paraméter ír le, amelyek nagyszámú neutronra (együttesre) átlagosak: a pálya teljes hossza, a két egymást követő szóródási ütközés közötti szakasz hossza, és néhány szögjellemző. a szóródási esemény, amely a szegmensek egymáshoz viszonyított helyzetét tükrözi.
Teljes hossz
A pálya teljes hosszát az abszorpció előtti átlagos szabad útnak nevezzük , és egyenlő:
A háromszög alakú zárójelek együttes átlagolást jelentenek. Az összegzés minden szegmensre kiterjed.
Egy erősen elnyelő közegben a legtöbb pálya egy szegmensből áll, mivel a neutronok gyakrabban nyelődnek el, mielőtt legalább egy szórást tapasztalnának.
Egy szegmens átlagos hossza
A két egymást követő szórás közötti pályaszakasz átlagos hosszát a szórás előtti átlagos szabad útnak nevezzük , és egyenlő:
Az összegzés az utolsó kivételével minden szegmensre kiterjed. Az együttes átlagolás csak olyan trajektóriákat tartalmaz, amelyeknél a linkek száma nagyobb, mint egy. Erősen felszívódó közegben az összegben szereplő pályák fő része két láncszemből áll.