МЕДЛЕННЫЕ НЕЙТРОНЫ

МЕДЛЕННЫЕ НЕЙТРОНЫ нейтроны с кинетич.
энергией до 100 кэв. Различают ультрахолодные нейтроны (0-10^-7
эв), холодные нейтроны (10^-7 - 5*10^-3 эв), тепловые
нейтроны (5*10^-3- -0,5 эв), резонансные нейтроны (0,5 эв-10
кэв) и промежуточные нейтроны (10- 100 кэв). Часто резонансные и промежуточные
нейтроны объединяют под общим термином "промежуточные нейтроны" (0,5 эв
- 100 кэв). Нейтроны с энергией > 100 кэв наз. быстрыми. Выделение терминов
"М. н." и "быстрые нейтроны" связано с различным характером их взаимодействия
с веществом, разными методами получения и регистрации, а также с различными
направлениями использования. Приведённые значения граничных энергий условны.
В действительности эти границы размыты и зависят от типа явлений и конкретного
вещества.



Взаимодействие М. н. с ядрами. Универсальным
процессом, к-рый идёт на всех ядрах при любой энергии нейтрона, является
рассеяние нейтронов. Особенность рассеяния М. н. состоит в том, что оно
не сопровождается переходом ядра в возбуждённое состояние (упругое рассеяние).
Неупругое рассеяние становится возможным, начиная с энергии, равной (1
+ 1/А)ЕА - массовое число рассеивающего ядра,
Е - энергия его первого возбуждённого уровня. Эта энергия,
как правило, не меньше неск. дес. кэв, а для четно-чётных сферич. ядер
достигает неск. Мэв.

Поскольку 100 кэв в ядерном масштабе энергий
небольшая величина, М. н. могут вызывать только такие ядерные реакции,
к-рые
сопровождаются выделением энергии (экзотермические). Сюда относится прежде
всего захват нейтрона ядром, сопровождающийся электромагнитным излучением
(радиационный захват). Радиационный захват энергетически выгоден и с большей
или меньшей вероятностью (эффективным сечением) наблюдается для всех ядер
за исключением ⁴Не. Три др. типа ядерных реакций, энергетически
выгодных для многих ядер,- это реакции (п, р), (п, а) и деление (см. Ядра
атомного деление). Реакции ³He(n,p)³H, ¹⁰B(n,a)⁷Li,
⁶Li(n,а)³Н
и ¹⁴N(n,p)¹⁴C широко используются для регистрации
М. н. (см. ниже), а также (за исключением первой) для защиты от М. н. Последние
2 реакции используются также для получения трития и изотопа углерода
¹⁴С.
Реакция деления вызывается М. н. только на отдельных наиболее тяжёлых ядрах
- ²³³U,
²³⁵U, ²³⁹Pu и нек-рых др.

Наиболее характерной чертой взаимодействия
М. н. с ядрами является наличие резонансных максимумов (резонансов) в энергетической
зависимости эффективных сечений. Каждый резонанс соответствует возбуждённому
состоянию составного ядра с массовым числом (Л + 1), с энергией возбуждения,
равной энергии связи нейтрона с ядром плюс величина [А/(А+1)]Е,
где ЕЭнергетич. зависимость эффективного сечения вблизи резонанса описывается
формулой Брейта - Вигнера (см. Нейтронная спектроскопия).

С увеличением энергии нейтронов резонансные
линии расширяются, начинают перекрываться и происходит переход к характерной
для быстрых нейтронов плавной зависимости сечений от энергии.

Сечение любой ядерной реакции, вызываемой
достаточно медленным нейтроном, обратно пропорционально его скорости v.
Это
соотношение наз. законом 1/v. Известна столь же общая поправка к
закону 1/v, существенная, однако, только для отд. реакций, обладающих очень
большим эффективным сечением [напр., ⁷Ве(n,р), ³Не(n,р)].
Обычно же отклонения от закона 1/v наступают, когда энергия нейтрона становится
сравнимой с энергией ближайшего к 0 резонансного уровня. Для тепловых нейтронов
закон 1/v справедлив для подавляющего большинства ядер.



Применение. М. н., и в частности
тепловые нейтроны, имеют огромное значение для работы ядерных реакторов.
Большие потоки тепловых нейтронов в ядерных реакторах широко используются
для получения радиоактивных изотопов. Нейтронные резонансы дают возможность
изучения свойств возбуждения уровней ядер в узкой полосе энергий возбуждения
в области энергии связи нейтрона в ядре 5-8 Мэв. Для физики твёрдого
тела большое значение имеют структурные исследования кристаллов с помощью
дифракции тепловых нейтронов. Исследования неупругого рассеяния тепловых
и холодных нейтронов дают важные сведения о динамике атомов в твёрдых телах
и жидкостях и о свойствах молекул (см. Нейтронография).

Лит.: Блатт Д ж., Вайскопф В., Теоретическая
ядерная физика, пер. с англ., М., 1954; Ф е л ь д Б. Т., Нейтронная физика,
в кн.: Экспериментальная ядерная физика, под ред. Э. Сегре, пер. с англ.,
т. 2, М., 1955; Ю з Д., Нейтронные исследования на ядерных котлах, пер.
с англ., М., 1954; его ж е, Нейтронные эффективные сечения, пер. с англ.,
М., 1959; Власов Н. А., Нейтроны, 2 изд., М., 1971; Гуревич И. И., Тарасов
Л. В., Физика нейтронов низких энергий, М., 1965. Ф. Л. Шапиро.