А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Перетин - захоплення - нейтрон
Перетин захоплення нейтрона 0 (238U) перевищує 1000 барн для трьох резонансних енергій 6721 і 37 ев і наближається до цієї величини при 66 і 100 ев.
Перетин захоплення нейтронів з цієї реакції 013 барн.
Перетин захоплення нейтронів в першій реакції становить 252 барн і в другій - 138 барн. Освіта ізотопів 141П і 1161п пов'язано з переходом ядра безпосередньо в основні стани, минаючи збуджені рівні.
Перетин захоплення нейтронів радієм становить 23 барн. З 1 г Ra виходить тільки 1 мг Ас. Саме таким способом були виділені кількостях міліграм актиния.
Величина перетину захоплення нейтронів вимірюється в бар-нах. Чим більше ця величина, тим більше нейтронів поглинає матеріал і тим сильніше перешкоджає розвитку ланцюгової реакції. Природно, що для реакційної зони реакторів вибираються матеріали з мінімальним перетином захоплення.
Це покриття характеризується низьким перетином захоплення нейтронів, високу корозійну стійкість у вологих умовах при підвищеній температурі, і його термічний коефіцієнт розширення дуже близький до відповідного значенням для урану.
Спостереження резонансів в перетині захоплення нейтронів дозволяє отримати інформацію про енергії збуджених станів ядер і про ширинах відповідних рівнів. Такого роду досліди неможливі з зарядженими бомбардують частками (виключаючи лише найлегші ядра) внаслідок того, що кулонівський бар'єр надзвичайно зменшує ГА при низьких енергіях.
Зауважимо, що якщо перетин захоплення нейтрона обернено пропорційно його швидкості, то ймовірність захоплення, віднесена до одиниці часу, не залежить від енергії нейтрона.
Перетину захоплення а теплових нейтронів стабільними ізотопами бору. | Залежність перетину захоплення нейтронів ізотопом 10В від їх енергії (унормовано на 3820 барн при 00253 еВ. Слід особливо відзначити, що перетин захоплення нейтронів бором-10 велике і в широкому інтервалі їх енергій, що включає теплову та надтеплових області, змінюється обернено пропорційно швидкості нейтронів. Велика величина ефективного перетину поглинання нейтронів ізотопом 10В обумовлена в основному реакцією 10В (n, a) 7Li, при якій бор перетворюється в 7Li, викидаючи ск-частинки. Утворені при цьому ядра літію і ск-частинки мають високу іонізуючої здатністю, а літій-7 крім того, має досить помітне перетин захоплення по відношенню до швидких нейтронам.
Лантаноїди мають аномально високі значення перетину захоплення нейтронів, більші, ніж будь-які інші елементи періодичної системи. Це пояснюється їх ядерної структурою.
При 7V 5082126 перетин захоплення нейтронів з енергією - 1 МеВ зменшується на 1 - 2 порядки.
Необхідно, крім того, відзначити, що перетини захоплення нейтронів різними речовинами, зазвичай використовуються в якості конструкційних матеріалів, сповільнювачів і теплоносіїв, в більшості випадків збільшуються зі зменшенням енергії нейтронів. Чим менше енергія нейтронів, тим інтенсивніше вони захоплюються речовиною і тим більше їх втрачається марно для ланцюгової реакції і відтворення пального.
Вони мають гарну радіаційної стійкістю і меншою, ніж вода, перетином захоплення нейтронів. Завдяки високій температурі кипіння процес передачі і відведення тепла може бути здійснений в умовах високих температур активної зони реакторів.
він виходить при опроміненні в реакторі 128Те (32%), причому перетин захоплення нейтронів становить 0015 барн. Однак, якщо дослідження проводяться поблизу реактора, можна уникнути великої підкладки від характеристичного рентгенівського випромінювання в робочій частині у-спектра при роботі з основним станом 129Те, яке шляхом (3 - - розпаду з Ti /z 74 хв призводить до заселення месбауерівських рівня. Матеріал для поглиначів надається Ок-Ріджской лабораторією за ціною близько 750 дол.
Недоліками Радіоактіваціонний методів є значні складності визначення ренію в об'єктах з високими значеннями перерізів захоплення нейтронів (бор, кадмій, деякі РЗЕ) і необхідність використання складного і дорогого електронного обладнання.
Крім звичайного радіаційного захоплення, досить часто відбувається так званий резонансний захоплення, при якому перетин захоплення нейтронів певної енергії різко зростає. Це відбувається внаслідок того, що впроваджуються нейтрон володіє енергією, необхідною для переходу ядра на певний енергетичний рівень. Випускання f - квантів з резонансного рівня буде мати дещо інший характер, ніж випускання з інших рівнів. У першому випадку можливо випускання меншого числа - j - квантів, а це може привести до того, що результати резонансного захоплення будуть відрізнятися від результатів радіаційного захоплення повільних нейтронів.
Крім того, висока стабільність магічних ядер проявляється в зменшенні (в Юн-100 раз) перетинів захоплення нейтронів цими ядрами.
Найважливішим допоміжним матеріалом в атомній енергетиці є цирконій, який відрізняється високу корозійну стійкість і низьким перетином захоплення нейтронів. З цієї причини його застосовують для захисту урпнових стрижнів, які вводяться всередину реактора. Гафній ховаю поглинає нейтрони.
Однак на відміну від s - npo - процесу, де поширеність елементів корелює зі зворотним перетином захоплення нейтрона АА, поширеність r - елементів корелює з напівперіодом /5-розпаду в стані очікування з зарядом Z. Ефект стає особливо помітним поблизу магічних нейтронних чисел. В цьому випадку енергії зв'язку нейтрона особливо малі, що супроводжується дещицею перетину захоплення нейтрона і відносно великими значеннями полупериода /5-розпаду, що, в свою чергу, призводить до утруднення протікання пана процесу.
Графіт обох марок був графітом реакторного сорти практично з ідентичними властивостями, за винятком невеликих відмінностей в перетині захоплення нейтронів.
Урановий цикл розмноження на швидких нейтронах. Безпосередньо в момент поділу ядер урану швидкість нейтронів приблизно дорівнює 20000 км /с, при цьому перетин захоплення нейтронів у 235U мало. Тому нейтрони необхідно уповільнити, пропустивши їх через речовину з легких елементів, які не поглинають нейтрони, - воду, важку воду, графіт, берилій.
Позначимо через /л потік нейтронів, падаючих на пластинку срібла зліва направо, і через про - перетин захоплення нейтронів для срібла. При одноразовому проходженні потоку через пластинку, що містить п0 атомів, активується At 1дзп0 /ЛЦ. Додаткова активність, що утворилася після другого проходження потоку, дорівнює тому А.
Вихід нейтронів в циклотроні в залежності від енергії дейтронів, що падають на мішень. | Криві значень прозорості потенційного бар'єру для протонів, дейтронів і а-частинок в залежності від заряду ядра і енергії частинок. (W-ймовірність проходження через. Тип джерела ядерних частинок вибирають в залежності від необхідної питомої і загальної активності препарату, а також з огляду на перетин захоплення нейтронів материнських елементів. Умови вимірювань: потік повільних нейтронів 110б нейтр /см2 - сек, товщина шару 10 см, перетин захоплення нейтронів бором 703 барна, ефективність реєстрації нейтронів 5%, швидкість рахунку нейтронів, які пройшли через розчин, 2 4 - 106 імп /смг-хв.
Серед позитивних моментів магнію як матеріалу для оболонок тепловиділяючих елементів[35]слід відзначити відмінну опір окисленню в СС2 дуже низька перетин захоплення нейтронів і хорошу пластичність, яка компенсує деформацію, що виникає при коливаннях температури, і розмірне зміна урану, що має місце під опроміненням. Магнієві оболонки можуть мати більшу товщину, ніж інші оболонкові матеріали, і відносно великі ребра. Магній досить погано чинить опір деформації при робочій температурі і тому повторює формозміна уранового стрижня.
Чутливість аналізу за допомогою нейтронної активації залежить від інтенсивності активує джерела, від здатності визначається елемента до захоплення нейтронів (званої перетином захоплення нейтронів]і від періоду напіврозпаду утворилися протонів. Якщо для активації можна застосувати котел, в якому здійснюється ланцюгова реакція, то в сприятливих випадках можна, виявляти така мала кількість елемента9 як 10 - г. При вживанні менш потужних нейтронних джерел метод не особливо чутливий.
Чутливість аналізу за допомогою нейтронної активації залежить від інтенсивності активує джерела, від здатності визначається елемента до захоплення нейтронів (званої перетином захоплення нейтронів) і від періоду напіврозпаду утворилися протонів. При вживанні менш потужних нейтронних джерел метод не особливо чутливий.
Одержуваний графіт настільки чистий, що присутність в ньому сильних реакторних отрут вдається встановити лише непрямим шляхом: за їхнім впливом на удавану перетин захоплення нейтронів графітом.
Перераховані вище галузі використання ізотопів бору не обмежують до кінця сферу їх практичного застосування, оскільки для нього, крім відмінностей в перетинах захоплення нейтронів цими ізотопами, певний інтерес може представляти змінений по відношенню до природного ізотопний склад концентратів бору, деякі відмінності у взаємодії ізотопів бору з іншими елементарними частинками, а також наявність у ядра бору-11 магнітного моменту.
При кожному зіткненні з ядрами сповільнювача нейтрон втрачає енергію великими порціями і це сприяє проскакуванням енергії нейтрона через ту область резонансних енергій, при яких перетин захоплення нейтрона ядрами 92U238 має найбільші значення. Водень, який є найкращим, сповільнювачем, в той же час має велике перетин захоплення теплових нейтронів, а це веде до обриву ланцюгів реакції. Тому як сповільнювачі застосовують вуглець (у вигляді графіту), дейтерій (у вигляді важкої води D2O), берилій і окис берилію, ядра яких мають невелику перетином захоплення теплових нейтронів.
Установка для Фотонейтронний визначення берилію (ФНМ-2. Внутрішній свинцевий екран послаблює потік у-променів, захищає від них борний лічильник, але не перешкоджає проникненню нейтронів в парафіновий сповільнювач, так як свинець володіє низьким перетином захоплення нейтронів Джерело з пробою розташовується ексцентрично всередині свинцевого циліндра так що товщина стінок екрану неоднакова. Внутрішній екран можна повертати навколо осі, змінюючи тим самим - відстань між джерелом і пробою, з одного боку, і борним лічильником - з іншого, одночасно змінюючи товщину свинцевого екрану, що розділяє джерело з пробої від лічильника У передній частині парафинового блоку вставлений свинцевий напівциліндр для захисту (товщина 20 мм), а весь блок поміщений в зовнішній екран, зібраний з кілець різної товщини з найбільшим екрануванням середини блоку. Проби і джерело вставляються зверху каналу. Прободержатель є циліндр, закритий зверху і знизу захисними пробками. Проби знаходяться в плексігласовий кюветах у вигляді циліндрів з подвійними стінками, між якими міститься проба.
Установка для Фотонейтронний визначення берилію (ФНМ-2. Внутрішній свинцевий екран послаблює потік у-лучеі, захищає від них борний лічильник, але не перешкоджає проникненню нейтронів в парафіновий сповільнювач, так як свинець володіє низьким перетином захоплення нейтронів Джерело з пробою розташовується ексцентрично всередині свинцевого циліндра так що товщина стінок екрану неоднакова. Внутрішній екран можна повертати навколо осі, змінюючи тим самим відстань між джерелом і пробою, з одного боку, і борним лічильником-з іншого, одночасно змінюючи товщину свинцевого екрану, розділяє джерело з пробої від лічильника У передній частині парафинового блоку вставлений свинцевий напівциліндр для захисту (товщина 20 мм), а весь блок поміщений в зовнішній екран, зібраний з кілець різної товщини з найбільшим екрануванням середини блоку. Проби і джерело вставляються зверху каналу. Прободержатель є циліндр, закритий зверху і знизу захисними пробками. Проби знаходяться в плексігласовий кюветах у вигляді циліндрів з подвійними стінками, між якими міститься проба.
Нехай 3 (235) є поперечний переріз поділу для U-235 a oc (238), ас (С), ас (Н) - перетини захоплення нейтронів теплових Нерген відповідно для U-238 графіту і водню.
Якщо в металургії деяких металів, електротехніці, виробництві кераміки та інших галузях цирконій п гафній або їх сполуки можуть бути використані без поділу, то в ядерній техніці поділ цих двох елементів абсолютно необхідно, оскільки цирконій і гафній мають сильно розрізняються перетинами захоплення нейтронів і їх не можна використовувати разом.
Прикладом такої проблеми є присутність домішки гафнію в цирконії. Перетин захоплення нейтронів гафнію приблизно 120 барм, а для цирконію - 018 барн. Хімічні властивості цих елементів так близькі, що їх поділ надзвичайно важко, і до того ж гафній і цирконій в природі зустрічаються разом. Тому дуже багато зусиль було потрібно для розробки методів відділення гафнію від цирконію, і ці методи дуже складні. Інший реакторний матеріал - графіт зазвичай використовують як сповільнювач; його також піддають ретельному очищенню для видалення домішок з високим перетином захоплення нейтронів.
Відносний вміст Рі239і більш важких ізотопів Рі240 Рі241 Рі242 а також Рі238 Np237 Am241 і інших трансплутонієві елементів залежить від дози нейтронного опромінення урану. Перетину захоплення нейтронів реактора ізотопами плутонію достатньо великі, щоб викликати послідовні реакції (п, Т) навіть при малих концентраціях Рі239 в урані.
Насправді, вираз (1117) справедливо тільки поза області дії ядерних сил. Для оцінки величини перетину захоплення нейтронів ми будемо з міркувань, висловлених вище, припускати, що вираз (1117) справедливо всюди.
Матеріали, що застосовуються в реакторних термоемісійних перетворювачах, повинні володіти малим перетином захоплення теплових нейтронів, максимально зберігаючи свої механічні властивості при тривалій дії нейтронного потоку. Тугоплавкі метали розташовуються по перетину захоплення нейтронів і ступеня придатності їх в якості матеріалів електродів в наступному порядку.
Схема блоку для визначення вмісту бору по поглинанню нейтронів. Марганець, наприклад, володіє перетином захоплення нейтронів 11 5 барн і по реакції: 55Мп (п, у) 56Мп утворює радіоактивний ізотоп з періодом напіврозпаду 259 год, що випускає р - - і у-промені.
На діаграму /ППТ щільності теплових нейтронів хімічний склад скелета породи чинить менший вплив, ніж на інтенсивність /Y радіаційного гамма-випромінювання, так як остання не відзначається індикатором теплових нейтронів. Однак діаграма /ППТ залежить від перетину захоплення нейтронів різних елементів.
Інгібітор добре розчинний в натрії і має низьке перетин захоплення нейтронів. Радіоізотопи речовини, що є інгібітором, не володіють великою активністю.
З цирконію і його сплавів виготовляють переважно деталі для ядерної техніки, зокрема оболонки уранових тепловиділяючих елементів. Цирконій володіє поряд з високу корозійну стійкість досить низьким перетином захоплення нейтронів. Тому він є класичним реакторних матеріалом.
Важко відокремити від натрію калій, так як обидва металу розчинність. Присутність же калію в реакторах небажано: його перетин захоплення нейтронів дорівнює 2 барн. У практиці атомної промисловості технічний натрій піддається комбінованій очищення: його переганяють в апаратурі з нержавіючої сталі, а потім фільтрують. Фільтрування та упаковку виробляють в атмосфері аргону або гелію.
Цей реактор має гелевий теплоносій, що дозволяє для утримання продуктів ділення в якості матеріалу оболонки використовувати вуглець. Переваги вуглецю в тому, що він володіє низьким перетином захоплення нейтронів і хорошою міцністю при дуже високій робочій температурі. Однак відсутність пластичності змушує використовувати оболонки простій формі Тому паливо виготовляють у вигляді мікросфер об'ємом 10 - 5 см3 покритих декількома шарами вуглецю та інших сумісних з ним матеріалів.
Гірарді і Пітра[387]запропонували схему групового поділу для систематичного визначення 13 домішок в алюмінії, використовуваному в реакторобудуванні. Як відомо, чистий алюміній часто використовують в реакторах через його низького перетину захоплення нейтронів і швидкого розпаду наведеної активності. Присутність домішок сильно погіршує ядерні характеристики алюмінію. Присутність останніх небажано з точки зору радіаційної безпеки, коли потрібно витяг відповідних пристосувань з реактора для подальшої обробки.
Залежність вартості перетворення гексафториду ураіа в порошок UO2 від збагачення (вихідні дані. Включені витрати иа переробку відходів і не включені безповоротні втрати і оплата оренди палива. Розмір партії 4 5 т UCb. Переробляється 015 т на добу. До оболонкових труб пред'являються дуже жорсткі вимоги по точності виконання: допуск на діаметр і товщину стінки становить відповідно - 1 і - 10% номінального розміру. Суворі обмеження пред'являються до хімічного складу, особливо до змісту деяких домішок, що мають великі перетину захоплення нейтронів, наприклад бору, гафнію, кобальту та ін. Вартість виготовлення 1 пог. Все це тягне за собою різке подорожчання труб через велику відбраковування і малого виходу придатних виробів.
Перетин захоплення нейтронів з цієї реакції 013 барн.
Перетин захоплення нейтронів в першій реакції становить 252 барн і в другій - 138 барн. Освіта ізотопів 141П і 1161п пов'язано з переходом ядра безпосередньо в основні стани, минаючи збуджені рівні.
Перетин захоплення нейтронів радієм становить 23 барн. З 1 г Ra виходить тільки 1 мг Ас. Саме таким способом були виділені кількостях міліграм актиния.
Величина перетину захоплення нейтронів вимірюється в бар-нах. Чим більше ця величина, тим більше нейтронів поглинає матеріал і тим сильніше перешкоджає розвитку ланцюгової реакції. Природно, що для реакційної зони реакторів вибираються матеріали з мінімальним перетином захоплення.
Це покриття характеризується низьким перетином захоплення нейтронів, високу корозійну стійкість у вологих умовах при підвищеній температурі, і його термічний коефіцієнт розширення дуже близький до відповідного значенням для урану.
Спостереження резонансів в перетині захоплення нейтронів дозволяє отримати інформацію про енергії збуджених станів ядер і про ширинах відповідних рівнів. Такого роду досліди неможливі з зарядженими бомбардують частками (виключаючи лише найлегші ядра) внаслідок того, що кулонівський бар'єр надзвичайно зменшує ГА при низьких енергіях.
Зауважимо, що якщо перетин захоплення нейтрона обернено пропорційно його швидкості, то ймовірність захоплення, віднесена до одиниці часу, не залежить від енергії нейтрона.
Перетину захоплення а теплових нейтронів стабільними ізотопами бору. | Залежність перетину захоплення нейтронів ізотопом 10В від їх енергії (унормовано на 3820 барн при 00253 еВ. Слід особливо відзначити, що перетин захоплення нейтронів бором-10 велике і в широкому інтервалі їх енергій, що включає теплову та надтеплових області, змінюється обернено пропорційно швидкості нейтронів. Велика величина ефективного перетину поглинання нейтронів ізотопом 10В обумовлена в основному реакцією 10В (n, a) 7Li, при якій бор перетворюється в 7Li, викидаючи ск-частинки. Утворені при цьому ядра літію і ск-частинки мають високу іонізуючої здатністю, а літій-7 крім того, має досить помітне перетин захоплення по відношенню до швидких нейтронам.
Лантаноїди мають аномально високі значення перетину захоплення нейтронів, більші, ніж будь-які інші елементи періодичної системи. Це пояснюється їх ядерної структурою.
При 7V 5082126 перетин захоплення нейтронів з енергією - 1 МеВ зменшується на 1 - 2 порядки.
Необхідно, крім того, відзначити, що перетини захоплення нейтронів різними речовинами, зазвичай використовуються в якості конструкційних матеріалів, сповільнювачів і теплоносіїв, в більшості випадків збільшуються зі зменшенням енергії нейтронів. Чим менше енергія нейтронів, тим інтенсивніше вони захоплюються речовиною і тим більше їх втрачається марно для ланцюгової реакції і відтворення пального.
Вони мають гарну радіаційної стійкістю і меншою, ніж вода, перетином захоплення нейтронів. Завдяки високій температурі кипіння процес передачі і відведення тепла може бути здійснений в умовах високих температур активної зони реакторів.
він виходить при опроміненні в реакторі 128Те (32%), причому перетин захоплення нейтронів становить 0015 барн. Однак, якщо дослідження проводяться поблизу реактора, можна уникнути великої підкладки від характеристичного рентгенівського випромінювання в робочій частині у-спектра при роботі з основним станом 129Те, яке шляхом (3 - - розпаду з Ti /z 74 хв призводить до заселення месбауерівських рівня. Матеріал для поглиначів надається Ок-Ріджской лабораторією за ціною близько 750 дол.
Недоліками Радіоактіваціонний методів є значні складності визначення ренію в об'єктах з високими значеннями перерізів захоплення нейтронів (бор, кадмій, деякі РЗЕ) і необхідність використання складного і дорогого електронного обладнання.
Крім звичайного радіаційного захоплення, досить часто відбувається так званий резонансний захоплення, при якому перетин захоплення нейтронів певної енергії різко зростає. Це відбувається внаслідок того, що впроваджуються нейтрон володіє енергією, необхідною для переходу ядра на певний енергетичний рівень. Випускання f - квантів з резонансного рівня буде мати дещо інший характер, ніж випускання з інших рівнів. У першому випадку можливо випускання меншого числа - j - квантів, а це може привести до того, що результати резонансного захоплення будуть відрізнятися від результатів радіаційного захоплення повільних нейтронів.
Крім того, висока стабільність магічних ядер проявляється в зменшенні (в Юн-100 раз) перетинів захоплення нейтронів цими ядрами.
Найважливішим допоміжним матеріалом в атомній енергетиці є цирконій, який відрізняється високу корозійну стійкість і низьким перетином захоплення нейтронів. З цієї причини його застосовують для захисту урпнових стрижнів, які вводяться всередину реактора. Гафній ховаю поглинає нейтрони.
Однак на відміну від s - npo - процесу, де поширеність елементів корелює зі зворотним перетином захоплення нейтрона АА, поширеність r - елементів корелює з напівперіодом /5-розпаду в стані очікування з зарядом Z. Ефект стає особливо помітним поблизу магічних нейтронних чисел. В цьому випадку енергії зв'язку нейтрона особливо малі, що супроводжується дещицею перетину захоплення нейтрона і відносно великими значеннями полупериода /5-розпаду, що, в свою чергу, призводить до утруднення протікання пана процесу.
Графіт обох марок був графітом реакторного сорти практично з ідентичними властивостями, за винятком невеликих відмінностей в перетині захоплення нейтронів.
Урановий цикл розмноження на швидких нейтронах. Безпосередньо в момент поділу ядер урану швидкість нейтронів приблизно дорівнює 20000 км /с, при цьому перетин захоплення нейтронів у 235U мало. Тому нейтрони необхідно уповільнити, пропустивши їх через речовину з легких елементів, які не поглинають нейтрони, - воду, важку воду, графіт, берилій.
Позначимо через /л потік нейтронів, падаючих на пластинку срібла зліва направо, і через про - перетин захоплення нейтронів для срібла. При одноразовому проходженні потоку через пластинку, що містить п0 атомів, активується At 1дзп0 /ЛЦ. Додаткова активність, що утворилася після другого проходження потоку, дорівнює тому А.
Вихід нейтронів в циклотроні в залежності від енергії дейтронів, що падають на мішень. | Криві значень прозорості потенційного бар'єру для протонів, дейтронів і а-частинок в залежності від заряду ядра і енергії частинок. (W-ймовірність проходження через. Тип джерела ядерних частинок вибирають в залежності від необхідної питомої і загальної активності препарату, а також з огляду на перетин захоплення нейтронів материнських елементів. Умови вимірювань: потік повільних нейтронів 110б нейтр /см2 - сек, товщина шару 10 см, перетин захоплення нейтронів бором 703 барна, ефективність реєстрації нейтронів 5%, швидкість рахунку нейтронів, які пройшли через розчин, 2 4 - 106 імп /смг-хв.
Серед позитивних моментів магнію як матеріалу для оболонок тепловиділяючих елементів[35]слід відзначити відмінну опір окисленню в СС2 дуже низька перетин захоплення нейтронів і хорошу пластичність, яка компенсує деформацію, що виникає при коливаннях температури, і розмірне зміна урану, що має місце під опроміненням. Магнієві оболонки можуть мати більшу товщину, ніж інші оболонкові матеріали, і відносно великі ребра. Магній досить погано чинить опір деформації при робочій температурі і тому повторює формозміна уранового стрижня.
Чутливість аналізу за допомогою нейтронної активації залежить від інтенсивності активує джерела, від здатності визначається елемента до захоплення нейтронів (званої перетином захоплення нейтронів]і від періоду напіврозпаду утворилися протонів. Якщо для активації можна застосувати котел, в якому здійснюється ланцюгова реакція, то в сприятливих випадках можна, виявляти така мала кількість елемента9 як 10 - г. При вживанні менш потужних нейтронних джерел метод не особливо чутливий.
Чутливість аналізу за допомогою нейтронної активації залежить від інтенсивності активує джерела, від здатності визначається елемента до захоплення нейтронів (званої перетином захоплення нейтронів) і від періоду напіврозпаду утворилися протонів. При вживанні менш потужних нейтронних джерел метод не особливо чутливий.
Одержуваний графіт настільки чистий, що присутність в ньому сильних реакторних отрут вдається встановити лише непрямим шляхом: за їхнім впливом на удавану перетин захоплення нейтронів графітом.
Перераховані вище галузі використання ізотопів бору не обмежують до кінця сферу їх практичного застосування, оскільки для нього, крім відмінностей в перетинах захоплення нейтронів цими ізотопами, певний інтерес може представляти змінений по відношенню до природного ізотопний склад концентратів бору, деякі відмінності у взаємодії ізотопів бору з іншими елементарними частинками, а також наявність у ядра бору-11 магнітного моменту.
При кожному зіткненні з ядрами сповільнювача нейтрон втрачає енергію великими порціями і це сприяє проскакуванням енергії нейтрона через ту область резонансних енергій, при яких перетин захоплення нейтрона ядрами 92U238 має найбільші значення. Водень, який є найкращим, сповільнювачем, в той же час має велике перетин захоплення теплових нейтронів, а це веде до обриву ланцюгів реакції. Тому як сповільнювачі застосовують вуглець (у вигляді графіту), дейтерій (у вигляді важкої води D2O), берилій і окис берилію, ядра яких мають невелику перетином захоплення теплових нейтронів.
Установка для Фотонейтронний визначення берилію (ФНМ-2. Внутрішній свинцевий екран послаблює потік у-променів, захищає від них борний лічильник, але не перешкоджає проникненню нейтронів в парафіновий сповільнювач, так як свинець володіє низьким перетином захоплення нейтронів Джерело з пробою розташовується ексцентрично всередині свинцевого циліндра так що товщина стінок екрану неоднакова. Внутрішній екран можна повертати навколо осі, змінюючи тим самим - відстань між джерелом і пробою, з одного боку, і борним лічильником - з іншого, одночасно змінюючи товщину свинцевого екрану, що розділяє джерело з пробої від лічильника У передній частині парафинового блоку вставлений свинцевий напівциліндр для захисту (товщина 20 мм), а весь блок поміщений в зовнішній екран, зібраний з кілець різної товщини з найбільшим екрануванням середини блоку. Проби і джерело вставляються зверху каналу. Прободержатель є циліндр, закритий зверху і знизу захисними пробками. Проби знаходяться в плексігласовий кюветах у вигляді циліндрів з подвійними стінками, між якими міститься проба.
Установка для Фотонейтронний визначення берилію (ФНМ-2. Внутрішній свинцевий екран послаблює потік у-лучеі, захищає від них борний лічильник, але не перешкоджає проникненню нейтронів в парафіновий сповільнювач, так як свинець володіє низьким перетином захоплення нейтронів Джерело з пробою розташовується ексцентрично всередині свинцевого циліндра так що товщина стінок екрану неоднакова. Внутрішній екран можна повертати навколо осі, змінюючи тим самим відстань між джерелом і пробою, з одного боку, і борним лічильником-з іншого, одночасно змінюючи товщину свинцевого екрану, розділяє джерело з пробої від лічильника У передній частині парафинового блоку вставлений свинцевий напівциліндр для захисту (товщина 20 мм), а весь блок поміщений в зовнішній екран, зібраний з кілець різної товщини з найбільшим екрануванням середини блоку. Проби і джерело вставляються зверху каналу. Прободержатель є циліндр, закритий зверху і знизу захисними пробками. Проби знаходяться в плексігласовий кюветах у вигляді циліндрів з подвійними стінками, між якими міститься проба.
Нехай 3 (235) є поперечний переріз поділу для U-235 a oc (238), ас (С), ас (Н) - перетини захоплення нейтронів теплових Нерген відповідно для U-238 графіту і водню.
Якщо в металургії деяких металів, електротехніці, виробництві кераміки та інших галузях цирконій п гафній або їх сполуки можуть бути використані без поділу, то в ядерній техніці поділ цих двох елементів абсолютно необхідно, оскільки цирконій і гафній мають сильно розрізняються перетинами захоплення нейтронів і їх не можна використовувати разом.
Прикладом такої проблеми є присутність домішки гафнію в цирконії. Перетин захоплення нейтронів гафнію приблизно 120 барм, а для цирконію - 018 барн. Хімічні властивості цих елементів так близькі, що їх поділ надзвичайно важко, і до того ж гафній і цирконій в природі зустрічаються разом. Тому дуже багато зусиль було потрібно для розробки методів відділення гафнію від цирконію, і ці методи дуже складні. Інший реакторний матеріал - графіт зазвичай використовують як сповільнювач; його також піддають ретельному очищенню для видалення домішок з високим перетином захоплення нейтронів.
Відносний вміст Рі239і більш важких ізотопів Рі240 Рі241 Рі242 а також Рі238 Np237 Am241 і інших трансплутонієві елементів залежить від дози нейтронного опромінення урану. Перетину захоплення нейтронів реактора ізотопами плутонію достатньо великі, щоб викликати послідовні реакції (п, Т) навіть при малих концентраціях Рі239 в урані.
Насправді, вираз (1117) справедливо тільки поза області дії ядерних сил. Для оцінки величини перетину захоплення нейтронів ми будемо з міркувань, висловлених вище, припускати, що вираз (1117) справедливо всюди.
Матеріали, що застосовуються в реакторних термоемісійних перетворювачах, повинні володіти малим перетином захоплення теплових нейтронів, максимально зберігаючи свої механічні властивості при тривалій дії нейтронного потоку. Тугоплавкі метали розташовуються по перетину захоплення нейтронів і ступеня придатності їх в якості матеріалів електродів в наступному порядку.
Схема блоку для визначення вмісту бору по поглинанню нейтронів. Марганець, наприклад, володіє перетином захоплення нейтронів 11 5 барн і по реакції: 55Мп (п, у) 56Мп утворює радіоактивний ізотоп з періодом напіврозпаду 259 год, що випускає р - - і у-промені.
На діаграму /ППТ щільності теплових нейтронів хімічний склад скелета породи чинить менший вплив, ніж на інтенсивність /Y радіаційного гамма-випромінювання, так як остання не відзначається індикатором теплових нейтронів. Однак діаграма /ППТ залежить від перетину захоплення нейтронів різних елементів.
Інгібітор добре розчинний в натрії і має низьке перетин захоплення нейтронів. Радіоізотопи речовини, що є інгібітором, не володіють великою активністю.
З цирконію і його сплавів виготовляють переважно деталі для ядерної техніки, зокрема оболонки уранових тепловиділяючих елементів. Цирконій володіє поряд з високу корозійну стійкість досить низьким перетином захоплення нейтронів. Тому він є класичним реакторних матеріалом.
Важко відокремити від натрію калій, так як обидва металу розчинність. Присутність же калію в реакторах небажано: його перетин захоплення нейтронів дорівнює 2 барн. У практиці атомної промисловості технічний натрій піддається комбінованій очищення: його переганяють в апаратурі з нержавіючої сталі, а потім фільтрують. Фільтрування та упаковку виробляють в атмосфері аргону або гелію.
Цей реактор має гелевий теплоносій, що дозволяє для утримання продуктів ділення в якості матеріалу оболонки використовувати вуглець. Переваги вуглецю в тому, що він володіє низьким перетином захоплення нейтронів і хорошою міцністю при дуже високій робочій температурі. Однак відсутність пластичності змушує використовувати оболонки простій формі Тому паливо виготовляють у вигляді мікросфер об'ємом 10 - 5 см3 покритих декількома шарами вуглецю та інших сумісних з ним матеріалів.
Гірарді і Пітра[387]запропонували схему групового поділу для систематичного визначення 13 домішок в алюмінії, використовуваному в реакторобудуванні. Як відомо, чистий алюміній часто використовують в реакторах через його низького перетину захоплення нейтронів і швидкого розпаду наведеної активності. Присутність домішок сильно погіршує ядерні характеристики алюмінію. Присутність останніх небажано з точки зору радіаційної безпеки, коли потрібно витяг відповідних пристосувань з реактора для подальшої обробки.
Залежність вартості перетворення гексафториду ураіа в порошок UO2 від збагачення (вихідні дані. Включені витрати иа переробку відходів і не включені безповоротні втрати і оплата оренди палива. Розмір партії 4 5 т UCb. Переробляється 015 т на добу. До оболонкових труб пред'являються дуже жорсткі вимоги по точності виконання: допуск на діаметр і товщину стінки становить відповідно - 1 і - 10% номінального розміру. Суворі обмеження пред'являються до хімічного складу, особливо до змісту деяких домішок, що мають великі перетину захоплення нейтронів, наприклад бору, гафнію, кобальту та ін. Вартість виготовлення 1 пог. Все це тягне за собою різке подорожчання труб через велику відбраковування і малого виходу придатних виробів.