Читать онлайн «Метрология нейтронного излучения. Учеб. пособие»

АКАДЕМИЯ СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ С. Г. Кондратенко МЕТРОЛОГИЯ НЕЙТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Учебное пособие Москва 2014 1 УДК 539. 1. 074 Кондратенко С. Г. Метрология нейтронного излучения: Учеб. пособие. — М. : АСМС, 2014. — 36 с. Приведены сведения о взаимодействии нейтронного излуче- ния с веществом, рассмотрены методы и средства нейтронных измерений. Значительное внимание уделено методам и средствам метрологического обеспечения измерений в области нейтронной радиометрии и дозиметрии нейтронного излучения. Учебное пособие предназначено для работников государст- венных метрологических служб и метрологических служб юри- дических лиц, повышающих квалификацию на кафедре «Физико- технические и радиоэлектронные измерения» АСМС по специа- лизации «Поверка средств измерений ионизирующих излуче- ний». © АСМС, 2014 2  ГЛАВА 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕЙТРОНОВ С ВЕЩЕСТВОМ 1. 1. Основные свойства нейтронов Нейтрон — нейтральная ядерная частица, нуклон. Из всей совокупности ядер только одно не содержит нейтронов — ядро водорода. 3Не состоит из одного нейтрона и двух протонов. В ос- тальных ядрах число нейтронов в ядре или равно числу протонов, а после серы в таблице Менделеева преобладание количества нейтронов над протонами в ядрах нарастает. И уже в уране-238, наиболее тяжѐлом ядре, встречающемся в природе, число ней- тронов в 1,56 превышает число протонов. Масса нейтрона, равная 1,00867 а. е. м. = 939,6 МэВ, несколь- ко больше массы протона, равной 1,00783 а. е. м. (для справки: масса электрона 5,5 ∙ 10–4 а. е. м. ). В свободном состоянии нейтроны вне ядра не существуют. Однако в результате различных искусственных ядерных реакций нейтроны могут находиться вне ядер. Нейтрон вне ядра неустой- чив и распадается с испусканием бета-частицы и антинейтрино с периодом полураспада Т1/2 = 11,7 мин: h  p  e  v~ . Нейтроны взаимодействуют практически только с ядрами атомов. При прохождении нейтронов через вещество между ними и ядрами могут возникнуть различные виды взаимодействий, т. е. ядерные реакции. Вероятность возникновения различных ядер- ных реакций неодинакова. Для характеристики вероятности ней- тронной ядерной реакции вводится понятие эффективного попе- речного сечения. Предположим, что однородный пучок нейтронов падает на площадку — мишень в 1 см2, расположенную перпендикулярно потоку. На площадке мишени расположены ядра вещества тол- щиной в один слой. Число ядер в 1 см2 равно п. Пусть за единицу времени на мишень падает Ф нейтронов, а число взаимодействий нейтронов с ядрами за это время составило R. Тогда среднее число процессов, приходящееся на одно ядро и один нейтрон, будет равно R  (1) Ф 3 и представлять собой ядерное поперечное сечение данной реак- ции, которое обозначается  и называется микроскопическим поперечным сечением.