Энергетические спектры ядер отдачи и заряженных частиц при взаимодействии нейтронов с энергиями до 20 МэВ с ядрами 14N
Расчёт энергетических спектров заряженных частиц и ядер отдачи при взаимодействии нейтронов с ядрами азота. Сравнение результатов расчётов интегральных сечений выходов протонов и альфа частиц с экспериментальными и рекомендованными нейтронными данными.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.09.2022 |
| Размер файла | 1,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Размещено на http://allbest.ru
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СПЕКТРЫ ЯДЕР ОТДАЧИ И ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ НЕЙТРОНОВ С ЭНЕРГИЯМИ ДО 20 МэВ С ЯДРАМИ 14N
Будник А.П., Лунев В.П.
Акционерное общество «Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Аннотация
В работе приводятся результаты расчётов энергетических спектров заряженных частиц и ядер отдачи при взаимодействии нейтронов с ядрами азота. Расчёты проводились с использованием программного комплекса TALYS. Проведено сравнение результатов расчётов интегральных сечений выходов протонов и альфа частиц с имеющимися экспериментальными данными и рекомендованными нейтронными данными из библиотек ENDF/b-VII и РОСФОНД.
Ключевые слова: нейтрон, протон, альфа-частица, энергетические спектры, ядра-отдачи, предравновесные процессы, предравновесная модель, прямые реакции, сечения взаимодействия, оптическая модель, составное ядро
энергетический спектр ядро отдача нейтрон азот
Введение
Нейтроны, как естественного, так и антропогенного происхождения взаимодействуя с ядрами атомов компонентов атмосферы, вызывают потоки заряженных частиц из реакций (n,p) и (n,a). Потоки этих заряженных частиц различных энергий, в свою очередь, распространяясь в воздухе, взаимодействуют с электронными оболочками атомов и молекул различных компонентов воздуха и оставляют часть своей энергии, вызывая переходы электронов из основного в возбуждённые состояния атомов и молекул и ионизацию последних. Созданная ионизированная воздушная плазма будет являться источником электромагнитного излучения, которое будет также распространяться в воздухе. По мощности источника электромагнитных волн можно оценить мощность первичного источника радиоактивного излучения. Энергетические спектры вторичных заряженных частиц (протонов и альфа-частиц) позволят определить мощность этого источника.
Безусловно, в ионизацию воздуха будут вносить вклад ядра-отдачи из реакций упругого и неупругого рассеяния нейтронов, спектры которых можно оценить по спектрам нейтронов, представленных в файлах оценённых нейтронных данных ENDF/b-VII [1] и РОСФОНД [2]. Тем не менее остаётся открытым вопрос о вкладе реакций с вылетом заряженных частиц в ионизацию воздуха. Для ядра мишени 14N и энергии налетающих нейтронов ниже 20 МэВ в библиотеках оценённых нейтронных данных ENDF/b-VII [1] и РОСФОНД [2], а также в научной литературе отсутствуют данные как по спектрам заряженных частиц из реакций (n,p) и (n,a), так по спектрам соответствующих ядер отдачи.
В данной работе с помощью программного комплекса TALYS [3] проведены расчёты, как спектров протонов и альфа-частиц из реакций (n,p) и (n,a), так и спектров ядер-отдачи для этих реакций при взаимодействии нейтронов с энергией до 20 МэВ с ядрами основного компонента атмосферного воздуха - изотопа 14N.
Взаимодействия нейтрона с ядром 14N
При взаимодействии нейтронов с энергией до 20 МэВ с ядрами азота нас будут интересовать сечения реакций с вылетом протонов или альфа-частиц: сти> p (En), an ,a (En) и соответствующие энергетические спектры ядер отдачи.
В программном комплексе TALYS в едином подходе рассчитываются вклады различных механизмов реакции в различных каналах реакции, опираясь на современные представления о механизмах ядерных реакций и модели ядер. Для расчётов сечений взаимодействия для каждого типа реакций и каждого механизма реакции используются квантовомеханические модели с параметрами, подобранными по экспериментальным данным и систематикам.
Программный комплекс использует базу ядерных данных о массах ядер, дискретных энергетических уровнях ядер, параметрах деформации ядер, параметрах плотности уровней, барьерах деления и параметрах для расчетов выходов гамма лучей. Эта база данных основана на рекомендованной секцией ядерных данных МАГАТЭ библиотеке параметров моделей ядер для расчётов и оценки различных сечений ядерных реакций [4].
Вклад прямого механизма реакции при неупругом рассеянии нуклонов с возбуждением нижайших состояний ядра-мишени коллективной природы рассчитывается с помощью программы ECIS-06, реализующей метод связанных каналов в оптической модели ядерных реакций [5]. В случаях, когда параметры деформации ядер малы, то для расчётов вкладов прямого механизма реакции используется приближение искажённых волн. Расчёт волновых функций частиц во входных и выходных каналах реакции проводится в сферической модели. Эти волновые функции необходимы для вычисления вкладов прямых механизмов реакции в приближении искаженных волн, и коэффициентов прилипания, необходимых для расчётов вероятностей распада составного ядра в испарительной модели.
В расчётах по оптической модели для нейтронов и протонов используются глобальные параметры оптических потенциалов, рекомендованные в работе [6]. Параметры подобраны по описанию огромного объёма экспериментальных данных, как по угловым распределениям, так и по интегральным сечениям различных реакций. Для конкретных, особенно лёгких ядер параметры глобальных оптических потенциалов могут давать не оптимальное описание ядерных данных.
Для выбора параметров оптического потенциала дейтронов, тритонов и альфа частиц используется подход, предложенный в работе [7], в котором в качестве исходных параметров оптического потенциала выбираются параметры глобального оптического потенциала для нейтронов и протонов [6]. Из этих параметров получают параметры оптического потенциала для сложных частиц.
В программе TALYS энергетические спектры ядер отдачи в ЛСК получены путём усреднения спектров в СЦИ по углам вылета и для средней скорости СЦИ в данном энергетическом интервале.
Оценка нейтронных данных для 14N проведена авторами работ [8 - 9] и результаты этой оценки включены в библиотеку оценённых нейтронных данных ENDF/b-VI [1]. Этот же файл нейтронных данных включён в библиотеку ENDF/b-VII. Пересмотренные и уточнённые данные для азота из этой библиотеки включены в библиотеку РОСФОНД [2]. Описание экспериментальных данных по полным нейтронным сечениям и их резонансное поведение положено в основу библиотек оценённых нейтронных для ядра 14N.
Для различных двухчастичных реакций взаимодействия нейтрона с ядром 14N энергии реакций в различных каналах показаны в таблице 1. Следует отметить, что реакция (n,p) на ядре 14N является экзотермической, и энергетический выход эндотермической реакции (n,a) также является достаточно малым.
Таблица 1
Энергии двухчастичных реакций взаимодействия нейтрона с ядром 14N
|
Вылетающая частица |
Реакция |
Q, МэВ |
Ядро-отдачи |
|
|
гамма |
(n,Y): |
10,83113 |
15N |
|
|
нейтрон |
(n,n'): |
0,00000 |
14N |
|
|
протон |
(n,p): |
0,57874 |
14C |
|
|
дейтрон |
(n,d): |
-5,28560 |
13C |
|
|
тритон |
(n,t): |
-3,97381 |
12C |
|
|
гелий-3 |
(n,h): |
-17,32463 |
12B |
|
|
альфа |
(n,a): |
-0,11680 |
nB |
На рисунке 1 приведены экспериментальные данные из работ [10-13] по сечению реакции (n,p) на ядре 14N и рекомендованные данные из библиотеки ENDF/b-VII для энергий нейтронов от 0 до 10 МэВ. На этом же рисунке показаны результаты расчётов сечения реакции (n,p) по программе TALYS с глобальными параметрами оптического потенциала. На этом же рисунке приведено также сравнение рекомендованных значений библиотек РОСФОНД и ENDF/b-VII с результатами расчётов сечения по программе в диапазоне энергий 0 - 20 МэВ.
Расчёты по программе TALYS не воспроизводят резонансный ход сечений реакции (n,p), плохо согласуются с экспериментом, и при больших энергиях рассчитанные значения сечений реакции существенно выше оценённых данных, что видно на рисунке 1.
Рисунок 1 - Сечение реакции (n,p) для 14N из библиотек ENDF/b-VII и РОСФОНД в сравнении с экспериментальными данными и расчетами по программе TALYS
Рисунок 2 - Сечение реакции (n, а) для 14N из библиотек РОСФОНД и ENDF/b-VII в сравнении с экспериментальными данными и расчетами по программе TALYS
На рисунке 2 приведено для ядра 14N сравнение рекомендованных данных из библиотек РОСФОНД и ENDF/b-VII с экспериментальными данными по сечению реакции (n,a) из работ [10,12,14,15] в диапазоне энергий нейтронов от 0,5 до 9 МэВ. На этом же рисунке показаны результаты расчётов сечения по программе TALYS с глобальными параметрами оптического потенциала.
Для энергий нейтронов выше 6 МэВ рассчитанные сечения образования альфа-частиц лежат гораздо выше оценённых данных.
Рассчитанный по программе TALYS энергетический ход сечений, как для реакции (n,p) так и для реакции (n,a) не воспроизводит его резонансный характер и заметно отличается как от экспериментальных данных, так и от рекомендованных данных библиотек. Поэтому рекомендуется рассчитанные энергетические спектры заряженных частиц и ядер- отдачи нормировать на либо экспериментальные, либо на рекомендованные значения сечений.
В формирование жесткой части энергетических спектров, как нейтронов, так и спектров заряженных частиц, прямой механизм реакции вносит существенный вклад. При этом остаточные ядра будут находиться либо в основном состоянии, как это происходит при упругом или квазиупругом процессе, либо в одном из возбуждённых состояний. Схемы нижайших энергетических уровней для ядер 14N, 14C и 11B приведены на рисунке 3.
Рисунок 3 - Энергетический спектр состояний ядер 14N, 14C и пБ
Вклад прямого механизма в нейтронных реакциях с вылетом заряженных частиц рассчитывается в программе TALYS методом искажённых волн с учётом экспериментальных значений параметров квадрупольных деформаций ядер для каждого состояния.
Вклад предравновесного механизма в программе TALYS рассчитывается по двухкомпонентной обобщённой модели предравновесных процессов [16,17]. Параметры двухчастичного взаимодействия выбраны и систематизированы из описания широкого набора экспериментальных данных по спектрам испускания нуклонов.
Реакция 14N(n,p)14C может проходить по нескольким каналам, при этом остаточное ядро 14C может оставаться в основном или в одном из возбуждённых состояний. Уровни ядра 14C показаны на рисунке 3. При преобразовании спектра протонов из системы центра масс в лабораторную систему координат монолинии в системе центра масс в спектре протонов для случаев, когда остаточное ядро 14C может оставаться в основном или возбуждённых состояниях будут в зависимости от угла вылета протона находится при разных энергиях в лабораторной системе координат. В программе TALYS пересчёт спектров частиц из системы центра масс в лабораторную систему проводится по усреднённым по углам дважды дифференциальным спектрам протонов в системе центра инерции. Поэтому монолинии в системе центра масс при переходе в лабораторную систему координат преобразуются в гауссовые кривые, ширина которых определяется в приближении вылета протона под 0° к направлению падающей частицы.
В качестве примера на рисунке 4 для начальной энергии нейтронов 20 МэВ приводятся результаты расчёта энергетического спектра протонов из реакции 14N(n,p)14C по программе TALYS в сравнении с результатами расчётов протонных спектров реакций 14N(n,xp) работы [9].
Различие в форме спектров протонов в мягкой части связано с вкладом испарительных протонов из реакции множественного испускания (n,xp). Различие в жёсткой части связано с различными моделями, используемыми для описания неравновесных процессов с вылетом первого протона. Для нейтронов с энергией 20 МэВ расчёты сечения реакции (n,p) по программе TALYS дают значение 62,7 мб, а данные из библиотек рекомендованных нейтронных сечений 21,68 мб.
Вклады различных механизмов реакций, рассчитанные по программе TALYS в формирование спектров протонов при взаимодействии нейтрона с ядром 14N, показаны на рисунке 5 для энергии нейтронов 20 МэВ. Вертикальные линии в верхней части рисунка 5 соответствуют энергиям вылетевших протонов, при которых остаточное ядро 14С будет находиться в одном из возбуждённых состояний (рисунок 4).
Рисунок 4 - Сравнение результатов расчетов спектров протонов из реакции 14N(n,p) по программе TALYS для энергии нейтронов 20,0 МэВ с результатами работы [9]
На рисунке 5 сплошная линия соответствует полному вкладу различных механизмов реакции в формирование спектра протонов, линия с крестиками - вклад предравновесного механизма реакции, рассчитанный по модели работы [16], линия с открытыми кружками - вклад равновесного механизма, линия с треугольниками - вклад прямого механизма реакции.
Рисунок 5 - Энергетический спектр протонов из реакции 14N(n,p) для нейтронов с энергией 20 МэВ. Сплошная линия - спектр протонов, линия с треугольниками - спектр протонов из прямых реакций, линия с крестиками - спектр предравновесных протонов, линия с кружками - спектр протонов (равновесных) из составного ядра. Вертикальные короткие линии соответствуют энергии вылетевших протонов и возбуждению остаточного ядра 14C
Пик в самой жёсткой части спектра протонов соответствует ситуации, когда остаточное ядро 14С остаётся в невозбужденном состоянии. Нерегулярные пики в области энергий протона от 8 до 13 МэВ соответствуют ситуации, когда остаточное ядро 14С остается в одном из возбуждённых состояний.
На рисунках 6 - 9 показаны рассчитанные по программе TALYS спектры протонов для энергий налетающих нейтронов 15, 12, 10, 5, 4, 3, 2,7 и 2 МэВ, нормированные на значения интегральных сечений реакции (n,p) при соответствующих энергиях налетающего нейтрона из библиотеки РОСФОНД.
Рисунок 6 - Энергетический спектр протонов из реакции 14N(n,p) для энергий нейтронов 15 МэВ
Рисунок 7 - Энергетический спектр протонов из реакции 14N(n,p) для энергий нейтронов 12 МэВ
Рисунок 8 ? Энергетический спектр протонов из реакции 14N(n,p)14C для энергий нейтронов 10 МэВ
Рисунок 9 ? Энергетические спектры протонов из реакции 14N(n,p)14C для энергий нейтронов 5, 4, 3, 2,7 и 2 МэВ
Первое возбуждённое состояние ядра 14С при энергии 6,09 МэВ может заселяться при энергии нейтронов выше 6 МэВ, поэтому для нейтронов с энергией ниже 6 МэВ ядро 14С остаётся только в основном состоянии, а в спектрах протонов остаётся только один широкий пик (рисунок 9).
Как видно из рисунка 1 для энергий налетающих нейтронов 4 МэВ и 2,7 МэВ энергетическая зависимость интегрального сечения реакции (n,p) проявляет резонансный характер. Спектры протонов, нормированные на значения интегральных сечений для этих энергий, также проявляют нерегулярное поведение при изменении энергии нейтрона, отражающее резонансный характер интегральных сечений, что заметно на рисунке 9.
Энергетические спектры ядер отдачи 14C, соответствующие спектрам испущенных протонов, представленных на рисунках 6-9, показаны на рисунке 10 для энергий нейтронов от 2 до 20 МэВ. Цифры у гистограмм обозначают энергию налетающего нейтрона. Энергетические спектры ядер отдачи нормированы на рекомендованные сечения реакции 14N(n,p)14C, из библиотеки РОСФОНД.
Рисунок 10 - Энергетические спектры ядер отдачи из реакции 14N(n,p)14C для энергий нейтронов от 2 до 20 МэВ. Цифры у кривых - энергия нейтрона в МэВ
Рассчитанные по программе TALYS энергетические спектры альфа-частиц из реакции (n,a) для различных энергий нейтронов представлены на рисунках 11-15.
Рисунок 11 - Вклады различных механизмов в формирование спектра альфа-частиц из реакции 14N(n, а) для нейтронов с энергией 20 МэВ. Сплошная линия - спектр альфа-частицы, линия с треугольниками - спектр альфа-частицы из прямых реакций, линия с крестиками - спектр предравновесных альфа-частиц, линия с кружками - спектр альфа-частиц (равновесных) из составного ядра. Вертикальные короткие линии соответствуют положению возбужденных состояний ядра пБ
Рисунок 12 - Энергетический спектр альфа- частицы из реакции 14N(n, а) для энергий нейтронов 15 МэВ
Рисунок 13 - Энергетический спектр альфа- частицы из реакции 14N(n, а) для энергий нейтронов 1 2 МэВ
Рисунок 14 - Энергетический спектр альфа- частицы из реакции 14N(n,a)nB для энергий нейтронов 10 МэВ
Рисунок 15 - Спектры альфа-частиц из реакции 14Щп,а)пВ для En=2, 2,5, 3, 4 и 5МэВ
Рисунок 16 - Спектры ядер-отдачи из реакции 14N(n,а)11В. Цифры у гистограмм обозначают энергии налетающих нейтронов
При энергиях нейтронов выше 10 МэВ жесткая часть спектров альфа-частицы формируется главным образом прямым механизмом взаимодействия нейтрона, то есть прямым выбиванием альфа-частицы из ядра. При этом остаточное ядро ПВ остаётся либо в основном состоянии, либо в одном из возбуждённых состояний. Вертикальные линии на рисунке 1 1 соответствуют энергиям альфа-частицы, при которых остаточное ядро будет находиться в одном из возбуждённых состояний (рисунок 3). Часть спектра альфа-частицы, сформированная в предравновесных процессах, рассчитывается в программе TALYS, реализующей экситонную модель для сложных частиц из работы [17] с параметрами, выбранными по описанию спектров сложных частиц в различных реакциях.
Отдельные пики в спектрах альфа-частиц соответствуют возбуждённым уровням или группе близких возбуждённых состояний ядра 11В. При энергии налетающего нейтрона 5 МэВ ядро 11В может остаться либо в основном, либо в первом возбуждённом состоянии (1/2-, 2,12 МэВ), что и видно на рисунке 15. При энергиях нейтронов ниже 3 МэВ ядро 11В остаётся только в основном состоянии, что соответствует одному широкому пику в спектрах альфа- частицы на рисунке 15.
Спектры альфа-частиц, нормированные на значения интегральных сечений реакции (п,а) из библиотеки РОСФОНД для этих энергий, проявляют нерегулярное поведение при изменении энергии нейтрона, отражающее резонансный характер сечения реакции (п,а) (рисунок 2), что заметно на рисунке 15.
Энергетические спектры ядер отдачи ПВ, соответствующие спектрам испущенных альфа-частиц из реакции 14N(n,a)11B, представленных на рисунках 11-15, показаны на рисунке 16 для энергий нейтронов от 2 до 20 МэВ. Цифры у гистограмм обозначают энергию налетающего нейтрона.
Рассчитанные по программе TALYS энергетические спектры ядер отдачи на рисунке 16, как и спектры альфа-частиц на рисунках 11-15, нормированы на рекомендованные сечения реакции 14N(n,a)11B из библиотеки РОСФОНД.
Заключение
В результате расчётно-теоретических исследований энергетических спектров заряженных частиц при взаимодействии нейтронов с ядрами азота 14N с использованием программного комплекса TALYS установлено, что механизм прямого выбивания протона или альфа-частицы из ядер является существенным в формировании жёсткой части спектров протонов и альфа-частиц в реакциях (n,p) и (n,a) при энергиях налетающего нейтрона выше 10 МэВ.
Показано удовлетворительное согласие результатов расчётов, усредненных по резонансным областям интегральных сечений выходов протонов и альфа частиц с имеющимися экспериментальными данными и рекомендованными нейтронными данными из библиотек ENDF/b-VII и РОСФОНД. Рассчитанный по программе TALYS энергетический ход сечений, как для реакции (n,p) так и для реакции (n,a) не воспроизводит его резонансный характер и заметно отличается как от экспериментальных данных, так и от рекомендованных данных библиотек. Поэтому рекомендуется рассчитанные энергетические спектры заряженных частиц и ядер отдачи нормировать на экспериментальные, данные или на рекомендованные значения нейтронных сечений соответствующих реакций.
Данные расчётов энергетических спектров ядер отдачи и заряженных частиц при взаимодействии нейтронов с ядрами азота 14N могут быть использованы при разработке дистанционных методов контроля радиоактивных загрязнений окружающей среды путём регистрации оптического излучения атмосферного воздуха, индуцированного нейтронным излучением [18,19]. При этом следует учесть вклад ядер отдачи, образующихся при упругом и неупругом рассеянии нейтронов на ядрах азота. Сечения рассеяния и спектры нейтронов в этих реакциях представлены в файлах оценённых данных и вклад этих процессов в люминесценцию может быть оценён.
Список литературы
1. Chadwick M.B., et al. “ENDF/B-VII.1 Nuclear Data for Science and Technology: Cross Sections, Covariances, Fission Product Yields and Decay Data”. In: Nuclear Data Sheets, 2011, v.112, №12, pp.2887-2996. issn: 0090-3752. DOI: 10.1016/j.nds. 2011.11.002. url:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S009037521100113X.
2. Забродская С.В., Игнатюк А.В., Кощеев В.Н., Манохин В.Н., Николаев М.Н.,. Проняев В.Г. Национальная Библиотека Оцененных Нейтронных Данных. Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2007, вып. 1-2, cc.3-21. Доступно на: https://vant.ippe.ru/year2007/1-2/1501-1.html (дата обращения 20.05.2022).
3. Koning A.J., Hilaire S., and Duijvestijn M.C. TALYS-1.8 A nuclear reaction program. User Manual. 2015, pp.1-535. http://www.talys.eu.
4. Capote R., Herman M., Oblozinsky P., Young P.G., Goriely S., Belgya T., Ignatyuk A.V., Koning A.J., Hilaire S., Plujko V., Avrigeanu M., Bersillon O., Chadwick M.B., Fukahori T., Kailas S., Ko- pecky J., Maslov V.M., Reffo G., Sin M., Soukhovitskii E., Talou P., Yinlu H., and Zhigang G. RIPL - Reference Input Parameter Library for Calculation of Nuclear Reactions and Nuclear Data Evaluation, Nuclear Data Sheets, 2009, v.110, p.3107. DOI: 10.1016/i.nds.2009.10.004.
5. Raynal J. Notes on ECIS94, CEA Saclay Report, 1994, No. CEA-N-2772.
6. Koning A.J., and Delaroche J.P. Local and global nucleon optical models from 1 keV to 200 MeV. Nuclear Physics, 2003, v.A713, pp.231-310. DOI: 10.1016/S0375-9474(02)01321-0.
7. Watanabe S. HIGH ENERGY SCATTERING OF DEUTERONS BY COMPLEX NUCLEI. Nuclear Physics, 1958, v.8, pp.484-492. DOI: 10.1016/0029-5582(58)90180-9.
8. Dave J.H., and Gould C.R. Optical model analysis of scattering of 7- to 15-MeV neutrons from 1-p shell nuclei. Physical Review C, 1983, v.28, рр.2212-2221. DOI: 10.1103/PhysRevC.28.2212.
9. Chadwick M.B., and Young P.G. Calculation and Evaluation of Cross Sections and Kerma Factors for Neutrons up to 100 MeV on 16O and 14N. Nuclear Science and Engineering, 1996, v.123, pp.116. DOI: 10.13182/NSE96-A24209.
10. Morgan G.L. Cross Sections for the 14N(n,p0), 14N(n,a0) and 14N(n,a0 Reactions from 0,5 to 15- MeV. Nuclear Science and Engineering, 1979, v.70, pp.163-176. DOI: 10.13182/NSE79-A19649.
11. Gibbons J.H., Macklin R.L. Total Neutron Yields from Light Elements under Proton and Alpha Bombardment. Physical Review 1959, v.114, pp.571-580. DOI: 10.1103/PhysRev.114.571.
12. Gabbard F., Bichsel H., Bonner T.W. THE DISINTEGRATION OF NITROGEN BY FAST NEUTRONS. Nuclear Physics, 1959, v.14, pp.277-294. DOI: 10.1016/0029-5582(59)90013-6.
13. Johnson C.H., Barschall H.H. Interaction of Fast Neutrons with Nitrogen. Physical Review, 1950, v.80, pp.818-823. DOI: 10.1103/PhvsRev.80.818.
14. Bollmann W., Zuenti W. Cross section measurements of the 14N(n,a) and the 14N(n,p) process by means of monoenergetic D-D neutrons. Helvetica Physica Acta, 1951, v.24, pp.517-652. DOI: 10.5169/seals-112230.
15. Хрячков В.Я., Кузьминов Б.Д., Дунаев М.В., Дунаева Ш.В., Семёнова Н.Н., Сергачев А.И. Измерение сечений реакций 14N(n,a)nC и 14N(n,t)12C в области энергии нейтронов 5,45 - 7,2 МэВ. Атомная энергия, 2006, т.101(4), сс.307-311.
16. Kalbach C. Systematics of continuum angular distributions: Extensions to higher energies. Physical Review, 1988, v.C37, pp.2350-2370. DOI: 10.1103/PhysRevC.37.2350.
17. Kalbach C. Preequilibrium reactions with complex particle channels. Physical Review, 2005, v.C71, 034606. DOI: 10.1103/PhysRevC.71.034606.
18. Будник А.П., Лунев В.П. Свечение ночного неба. Препринт ФЭИ-3139, 2008, Обнинск, -61С.
19. Будник А.П., Лунев В.П., Свиньин И.Р., Сипачев А.В. Математическое моделирование люминесценции под действием радиоактивного излучения космического и земного происхождения. Препринт ФЭИ-3138, 2008, Обнинск, -31С.
CHARGE-PARTICLES AND RECOIL NUCLEAR SPECTRA IN NEUTRON INDUCED REACTIONS ON 14N BELOW 20 MEV
Budnik A.P., Lunev V.P.
State Scientific Centre of Russian Federation - Institute of Physics and Power Engineering, Obninsk, Russia
Abstract
The results of the charge-particles and recoil nuclear spectra calculations in TALYS program complex for neutron induced reactions on I4N is considered in the article. The direct and preequilibrium processes are important for hard part of the charge particles spectra formation. Calculated proton and alpha-particle production cross section compared with experimental data and data recommended from neutron data libraries ENDF/b-VII and ROSFOND.
Keywords
Neutron, proton, alpha-particle, preequilibrium process, preequilibrium models, spectra, optical model, recoil nuclear, nuclear reactions, cross section, direct reactions, compound nuclear, optical potential.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами. Механизм протекания ядерной реакции. Коэффициент размножения нейтронов. Масса урана, отражающая оболочка и содержание примесей. Замедлители нейтронов, ускорители элементарных частиц.
доклад [18,8 K], добавлен 20.09.2011Свойства всех элементарных частиц. Связь протонов и нейтронов в атомных ядрах. Классификация элементарных частиц. Величина разности масс нейтрона и протона. Гравитационные взаимодействия нейтронов. Экспериментальное значение времени жизни мюона.
реферат [24,3 K], добавлен 20.12.2011Ускорители заряженных частиц как устройства, в которых под действием электрических и магнитных полей создаются и управляются пучки высокоэнергетичных заряженных частиц. Общая характеристика высоковольтного генератора Ван-де-Граафа, знакомство с функциями.
презентация [4,2 M], добавлен 14.03.2016Ускорители заряженных частиц — устройства для получения заряженных частиц больших энергий, один из основных инструментов современной физики. Проектирование и испытание предшественников адронного коллайдера, поиск возможности увеличения мощности систем.
реферат [685,8 K], добавлен 01.12.2010Взаимодействие заряженных частиц и со средой. Детектирование. Определение граничной энергии бета-спектра методом поглощения. Взаимодействие заряженных частиц со средой. Пробег заряженных частиц в веществе. Ядерное взаимодействие. Тормозное излучение.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.02.2008Изучение процессов рассеяния заряженных и незаряженных частиц как один из основных экспериментальных методов исследования строения атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Борновское приближение и формула Резерфорда. Фазовая теория рассеяния.
курсовая работа [555,8 K], добавлен 03.05.2011Способы получения энергии. Способы организации реакции горения, цепные реакции. Общие сведения о ядерных реакциях взаимодействия нейтронов с ядрами. Реакция радиационного захвата и реакция рассеяния. Возможность цепной реакции. Жизненный цикл нейтронов.
курсовая работа [20,0 K], добавлен 09.04.2003Анализ естественных и искусственных радиоактивных веществ. Методы анализа, основанные на взаимодействии излучения с веществами. Радиоиндикаторные методы анализа. Метод анализа, основанный на упругом рассеянии заряженных частиц, на поглощении P-частиц.
реферат [23,4 K], добавлен 10.03.2011Создание большого адронного коллайдера, ускорителя заряженных частиц на встречных пучках. Предназначение его для разгона протонов и ионов, изучение продуктов их соударений. Изучение космических лучей, моделируемых с помощью несталкивающихся частиц.
презентация [1,1 M], добавлен 16.04.2015Динамика частиц, захваченных геомагнитным полем, ее роль в механизме динамики космического изучения в околоземном пространстве. Геометрия радиационных поясов Земли. Ускорение частиц космического излучения. Происхождение галактических космических лучей.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 24.06.2015Основы ядерной энергетики. Способы получения энергии. Способы организации реакции горения, цепные реакции. Взаимодействие нейтронов с ядерным веществом, реакция деления ядер. Жизненный цикл нейтронов.
курсовая работа [20,6 K], добавлен 09.04.2003Возбуждение ядер в магнитном поле. Условие магнитного резонанса и процессы релаксации ядер. Спин-спиновое взаимодействие частиц в молекуле. Схема устройства ЯМР-спектрометра. Применение спектроскопии ЯМР 1H и 13CРазличные методы развязки протонов.
реферат [4,1 M], добавлен 23.10.2012Понятие и принцип работы ускорителей, их внутреннее устройство и основные элементы. Ускорение пучков частиц с высокой энергией в электрическом поле как способ их получения. Типы ускорителей и их функциональные особенности. Генератор Ван де Граафа.
контрольная работа [276,8 K], добавлен 18.09.2015Изотопический спин, обменные силы, насыщение ядерных сил, мезоны и ядерные силы, класификация элементарных частиц. Приемлемые значения размеров зеркальных ядер. Опыты по рассеянию нейтронов протонами. Пространство изотопического спина.
курсовая работа [251,2 K], добавлен 16.03.2004Явление дифракции частиц. Структурные и магнитные характеристики вещества. Разложение волн по их частотному спектру. Свободное движение частицы. Волновой вектор монохроматической волны. Применение дифракции частиц для изучения физических объектов.
реферат [109,6 K], добавлен 21.12.2016Сцинтилляционный, черенковский детектор частиц. Ионизационная камера, пропорциональный счетчик. Требования к детекторам. Каскадный ускоритель, электростатистический генератор. Ускорение протонов при облучении коротким лазерным импульсом тонкой фольги.
курсовая работа [4,6 M], добавлен 16.11.2014Деление тяжелых ядер. Реакция деления ядра урана-235. Развитие цепной реакции деления ядер урана. Коэффициент размножения нейтронов. Способы уменьшения потери нейтронов. Управляемая ядерная реакция. Главные условия протекания термоядерной реакции.
презентация [459,5 K], добавлен 25.05.2014Основные характеристики и классификация элементарных частиц. Виды взаимодействий между ними: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Состав атомных ядер и свойства. Кварки и лептоны. Способы, регистрация и исследования элементарных частиц.
курсовая работа [65,7 K], добавлен 08.12.2010Нейтронная спектроскопия как уникальный метод исследования атомных ядер. Резонансный характер возбужденных состояний компаунд-ядер. Анализ спектрометра нейтронов по времени пролёта. Расчет Нейтронных сечений по формуле Брейта-Вигнера. Установка ИРЕН.
курсовая работа [6,9 M], добавлен 12.12.2013Виды бета-распад ядер и его характеристики. Баланс энергии при данном процессе. Массы исходного и конечного атомов, их связь с массами их ядер. Энергетический спектр бета-частиц, роль нейтрино. Кулоновское взаимодействие между конечным ядром и электроном.
контрольная работа [133,4 K], добавлен 22.04.2014
