Yadro effektiv kesmasi

Yadroning yadro effektiv (ko'ndalang) kesimi yadro reaksiyasining yuzaga kelish ehtimolini tavsiflash uchun ishlatiladi. Yadro effektiv kesmasi tushunchasini fizik jihatdan "xarakterli maydon" nuqtai nazaridan aniqlash mumkin, bunda katta maydonda katta ehtimol bilan o'zaro ta'sirlashish mavjudligini anglatadi. Yadro effektiv kesmasining standart birligi ( $\sigma$ bilan belgilanadi) $10^{-28}m^{2}$ , $10^{-24}sm^{2}$ , $100fm^{2}$ ga teng bo'lgan barnda o'lchanadi. Effektiv kesimlar barcha mumkin bo'lgan o'zaro ta'sir jarayonlari uchun qo'llanilishi mumkin. Unda ularni to'la effektiv kesim deb ataladi yoki elastik sochilish va noelastik sochilishni ajratib turadigan maxsus jarayonlar uchun; so'nngi vaqtda alohida qiziqish uyg'otayotgan neytron effektiv kesmalari orasidagi yutilish effektiv kesimlari kabi ataladi.

Yadro fizikasida to'qnashuvchi zarrachalarni diametri ahamiyatsiz bo'lgan nuqtaviy zarralar deb hisoblash qabul qilingan. Effektiv kesimlarni har qanday yadroviy jarayon uchun hisoblash mumkin, masalan, qamrash sochilishi, neytronlarni ishlab chiqarish yoki yadroviy sintez hollarida. Ko'p hollarda yadroviy jarayonlarda chiqarilgan yoki sochilgan zarrachalar soni to'g'ridan-to'g'ri o'lchanmaydi; shunchaki ma'lum bir materialning ma'lum qalinligiga kirishi hisobiga tushayotgan zarrachalarning parallel nurida hosil bo'lgan susayishini o'lchaydi. Shu tarzda olingan kesim to'la effektiv kesim deyiladi va odatda $\sigma$ yoki $\sigma _{T}$ bilan belgilanadi.

Oddiy yadro radiuslari $10^{-14}m$ ni tashkil qiladi. Sferik shaklga ega bo'lsak, biz yadro reaksiyalari uchun effektiv kesimlarning tartibini $\pi r^{2}$ yoki $10^{-28}m^{2}$ (ya'ni 1 barn)ga netng ekanligini ko'ramiz. Kuzatilgan tasavvurlar juda katta farq qiladi: masalan, gamma-nurlarini yutish orqali transmutatsiyalar uchun kesimlar 0,001 bar atrofida bo'lgan vaqtda $(n,\gamma )$ reaksiyasi natijasida yutilgan sekin neytronlar ba'zi hollarda 1000 barndan (bor-10, kadmiy-113 va ksenon-135 ) ancha yuqori kesimni ko'rsatadi.

Mikroskopik va makroskopik kesim

Yadro effektiv kesimlari yadro reaksiya tezligini aniqlashda ishlatiladi va zarrachalarning ma'lum bir to'plami uchun reaksiya tezligi tenglamasi bilan boshqariladi (bu yerda biri odatda tinch holatda bo'ladigan bitta zarracha yoki yadro "nishon" va boshqa biri esa berilgan energiyaga ega bo'lgan zarralar oqimini sifatida qaralib, "nur va nishon" xayoliy tajribasi sifatida qaraladi).

Yupqa material qatlamiga tushayotgan neytronlarning o'zaro ta'siri uchun (ideal holda bitta izotopdan iborat) yadro reaksiyasi tezligi tenglamasi quyidagicha yoziladi:

r_{x}=\Phi \ \sigma _{x}\ \rho _{A}=\Phi \Sigma _{x}

bu yerda:

$r_{x}$ : x tipidagi reaksiyalar soni, birligi: [ ${\frac {1}{vaqt\centerdot hajm}}$ ]
$\Phi$ : nur oqimi, birligi: [ $1/yuza\cdot vaqt$ ]
$\sigma _{x}$ : $x$ reaksiya uchun mikroskopik effektiv kesim, birligi: [maydon] (odatda barnlar yoki $sm^{2}$ ).
$\rho _{A}$ : nishondagi atomlar zichligi [ $1/hajm$ ] birliklarida
$\Sigma _{x}\equiv \sigma _{x}\ \rho _{A}$ : makroskopik effektiv kesim [1/uzunlik]

Tez -tez uchraydigan reaksiya turlari s: sochilish, $\gamma$ : radiatsion qamrash, a: yutilish (radiatsion qamrashbu turga kiradi), f: bo'linish, effektiv kesimlarning mos yozuvi: $\sigma _{s}$ , $\sigma _{\gamma }$ , $\sigma _{a}$ , va boshqalar. Maxsus holat - umumiy kesma $\sigma _{t}$ , bu neytronning har qanday reaksiyaga kirishish ehtimolini beradi ( $\sigma _{t}=\sigma _{s}+\sigma _{\gamma }+\sigma _{f}+\ldots$ ).

Rasmiy ravishda, yuqoridagi tenglama makroskopik neytron effektiv kesimini (x reaksiyasi uchun) materialning (yupqa) qismiga tushgan neytron oqimi va ushbu materialda sodir bo'ladigan reaksiyalar soni (hajm birligi uchun) o'rtasidagi mutanosiblik konstantasi sifatida belgilaydi . Makroskopik va mikroskopik effektiv kesim o'rtasidagi farq shundaki, birinchisi ma'lum bir material bo'lagi (uning zichligi bilan), ikkinchisi esa yadrolar turining o'ziga xos xususiyatidir.

Ushbu tarjima O'zbekiston Milliy Universiteti Fizika fakulteti talabasi Ikbalova Muxlisaxon tomonidan qilindi.

Yana qarang

Foydalanilgan adabiyotlar ro'yxati

Jeyms J. Duderstadt va Lui J. Hamilton tomonidan yadroviy reaktor tahlili - nashr John Wiley & Sons, Inc.
978-0-521-62196-0