neutronų lėtinimas

neutrònų ltinimas, neutronų kinetinės energijos mažinimas sklaidant juos įvairių medžiagų atomų branduoliais (neutronų sklaida). Tampriojo susidūrimo su atomo branduoliu metu neutronas vidutiniškai netenka 2A/(A + 1)² energijos dalies; čia A – branduolio masės skaičius. Susiduriant su sunkiaisiais branduoliais, pvz., švino, prarandama labai maža energijos dalis (apie 1/100), susiduriant su lengvaisiais branduoliais, pvz., anglies, vandenilio, – apie 1/7, 1/2, todėl terpėse iš lengviausių cheminių elementų neutronai lėtėja sparčiausiai. Kelių megaelektronvoltų energijos greitasis neutronas judėdamas medžiagoje lėtėja, nes patiria netampriuosius susidūrimus, per kuriuos praranda didžiausią energijos dalį, o sulėtėjęs jis patiria tik tampriąją sklaidą. Mažesnės už apie 1 eV energijos neutronų lėtinimo procesas yra sudėtingesnis – galioja neutrono energijos nuostolių kvantavimas, nes neutronas gali perduoti molekulei tik tiek energijos, kiek reikia vienam iš jos sūkinių ar virpesinių lygmenų sužadinti, be to, neutronų sklaidos skerspjūvio priklausomybė nuo energijos yra sudėtinga – atsiranda rezonansinių sugerties smailių. Kai neutrono energijos nepakanka sužadinti molekulės sūkinius ar virpesinius lygmenis, vyksta sklaida be sužadinimo. Mažos energijos neutronų sklaida anizotropinė, t. y. jos tikimybė priklauso nuo sklaidos krypties. Kambario temperatūros medžiagose su nedideliu neutronų pagavimo skerspjūviu šiluminė pusiausvyra tarp lėtėjančių neutronų ir lėtiklio susidaro lengvai, nes medžiagos lėtinimo geba mažėjant neutronų energijai mažai kinta. Esant šiluminei pusiausvyrai neutronų spektro pavidalas artimas Maxwello skirstiniui. Svarbūs neutronų lėtinimo parametrai yra vidutinė energija, prarandama susidūrimo metu, ir neutronų susidūrimų skaičius N, reikalingas jų energijai E sumažinti nuo E iki E₀ (nuo 1 MeV iki 0,1 eV). Vienodo storio skirtingų medžiagų sluoksnių lėtinamąsias savybes apibūdina lėtinimo geba, nusakanti vidutinį neutrono logaritminį energijos nuostolį, kuris susidaro vienetiniame (1 cm) medžiagos kelyje, priklauso nuo neutronų susidūrimų vienetiniame kelyje vidutinio skaičiaus, lėtiklio atomų skaičiaus 1 cm³ tūryje, sklaidos skerspjūvio. Kiti svarbūs neutronų lėtinimo parametrai: lėtinimo ilgis L_G (cm) ir lėtinimo trukmė τ (μs) – vidutinis atstumas ir trukmė nuo greitųjų neutronų susidarymo iki jų sulėtėjimo iki šiluminių neutronų energijos. Lėtinimo parametrų nustatymas labai svarbus branduolio fizikoje bei branduolinėje energetikoje (palaikant branduolinę grandininę reakciją branduoliniuose reaktoriuose).

1213