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
Ефективний переріз - захоплення
Ефективний переріз захоплення про характеризує ймовірність протікання ядерної реакції. В якості одиниці вимірювання для а обраний барн (1 барн - Ю-24 см2), який має, отже, розмірність поверхні. Ефективний переріз захоплення ядерної реакції в багатьох випадках відповідає геометричним розмірам поперечного перерізу ядра-мішені, хоча в ряді випадків воно може бути значно більше останнього.
ефективний переріз захоплення а характеризує ймовірність протікання ядерної реакції. В якості одиниці вимірювання для про обраний барн (1 барн 10 - 24 см2), який має, отже, розмірність поверхні. Ефективний переріз захоплення ядерної реакції в багатьох випадках відповідає геометричним розмірам поперечного перерізу ядра-мішені, хоча в ряді випадків воно може бути значно більше останнього.
Ефективний переріз захоплення - величина, що має розмірність площі і зворотна твору концентрації носіїв заряду даного типу в напівпровіднику на середній шлях, прохідний носіями від звільнення до захоплення.
GO. Схема роботи калютрона. Ефективний переріз захоплення ізотопом 238U повільного нейтрона (про 3) в загальному обернено пропорційно його енергії (або швидкості), причому обчислюється одиницями БАРНОВ або їх частками.
Ефективний переріз захоплення ізотопом - 38U повільного нейтрона (про 1) в загальному обернено пропорційно його енергії (або швидкості), причому обчислюється одиницями БАРНОВ або їх частками. Однак у вузькій області енергій нейтрона близько 5 ев воно різко зростає до кількох тисяч Барна. Подібне виборче поглинання ядрами частинок певних енергій спостерігається досить часто і носить назву резонансного поглинання. Крім енергетичного рівня близько 5 ев, для 238U відомий і ряд вищих рівнів резонансного захоплення нейтронів. Саме існування подібних рівнів вказує на наявність певних закономірностей у внутрішню структуру атомних ядер.
Ефективний переріз захоплення характеризує здатність пастки захоплювати носій заряду; воно залежить від природи пастки рекомбінації, умов екранування носія іншими вільними носіями заряду.
Ефективний переріз захоплення а характеризує ймовірність протікання ядерної реакції. В якості одиниці вимірювання для а обраний барн (1 барн Ю-24 см2), який має, отже, розмірність поверхні. Ефективний переріз захоплення ядерної реакції в багатьох випадках відповідає геометричним розмірам поперечного перерізу ядра-мішені, хоча в ряді випадків воно може бути значно більше останнього.
Ефективний переріз захоплення нейтрино, що випромінюється Сонцем, буде приблизно таким же, як і захоплення антинейтрино в дослідах Райнеса і Коуена, оскільки енергія обох частинок в цих реакціях приблизно однакова і дорівнює кільком травні. Однак якби вдалося отримати нейтрино з енергією в декілька Гев, то ефективне перетин захоплення має різко збільшитися.
Визначимо тепер ефективний перетин захоплення з синглетного в тріплетное стан.
Трохи ефективного перетину захоплення цих матеріалів і, отже, великий час життя теплових нейтронів більш ніж компенсують їх меншу ефективність як сповільнювачі. Однак і в разі вуглецю спектр випускаються нейтронів відрізняється від внутрішнього спектра, хоча і з іншої причини, ніж в разі водню: дифракційні ефект в графітової решітці призводить до переважного випускання холодних нейтронів. В одному випадку вдалося спостерігати ефективну температуру випускаються нейтронів всього лише в 18 К - З точки зору радіохімії вуглець є корисним сповільнювачем тільки в з'єднанні з котлом, так як в інших випадках нейтронна щільність занадто швидко падає через велику дифузійної довжини.
Щоб визначити ефективний перетин захоплення, ми повинні відрізняти один від одного початковий прицільний параметр Р і відстань максимального зближення Кт п безпосередньо перед захопленням. Хоча ці величини і збігаються в разі прямолінійною орбіти, вони відрізняються в разі криволінійних орбіт, що призводять до пов'язаним станам, як це обговорювалося в гл.
S - ефективний перетин захоплення електронів пастками; N - концентрація нормально не заповнених пасток; v - середня теплова швидкість; /- Швидкість генерації пар електрон - дірка в одиниці об'єму за рахунок освітлення; NSv 1 /т, - швидкість захоплення електронів, коли всі пастки вільні. Використовуючи ці визначення, можна відразу написати кінетичні рівняння, якщо є об'ємні пастки тільки одного типу. Ми побачимо пізніше, що немає необхідності докладно розглядати випадок двох типів пасток, так як постійні часу пасток в дірковому кремнії зазвичай сильно відрізняються один від одного.
Далі, ефективний перетин захоплення швидких нейтронів має найменше значення для ядер з N 2082126 (Са40 Zr n, Ва138 Bi209 РЬ208 в той час як у сусідніх елементів ефективний перетин захоплення виявляється приблизно в сто разів більшим.
Перераховані домішки збільшують ефективний перетин захоплення нейтронів в середньому на 0 4 мб.
Клас характеризується величиною ефективних перетинів захоплення для дірок і електронів і не залежить від енергії.
За інших рівних умов ефективні перерізи захоплення для ізотопів різняться в межах декількох порядків. практичний інтерес представляють ті випадки, коли в результаті ядерної реакції, що протікає з високим перетином захоплення, утворюється радіоактивний ізотоп з зручним для роботи періодом напіврозпаду. Для аналізу опромінюють аналізований матеріал нейтронами або зарядженими частинками, які переводять стабільний ізотоп визначуваного елементу в радіоактивний. Виміряна активність буде пропорційна числу ядер, які взяли участь в реакції. А так як елементи, що зустрічаються в природі, мають практично постійний ізотопний склад, то виміряне значення активності буде також пропорційно вмісту даного елемента в пробі.
За розрахунковими даними[34]ефективний перетин захоплення електронів протонами має величину порядку 10 - 20 см2 при енергії електронів 001 - 0 3 ев. Ця величина залежить від енергетичного рівня, на який захоплюється електрон, і зменшується зі збільшенням головного квантового числа цього рівня.
В цілому ці домішки збільшують ефективне перетин захоплення нейтронів приблизно на 0 4 міллібарна. Азот, що знаходиться в порах графіту, є суттєвою домішкою, оскільки його ефективне перетин захоплення відповідає приблизно 026 міллібарна на 1 атом вуглецю.
Зокрема, ванадій володіє малим ефективним перерізом захоплення нейтронів (1 + 1 барн) і, отже, не змінює помітно властивостей в умовах сильного випромінювання. На рис. 19 приведена фотографія паливного елемента ядерного реактора, виготовленого однією з ядрами сорту а. Позначимо відносні концентрації захоплюючого елемента і різних розсіювачів відповідно через с і са.
За розрахунковими даними 136], ефективний перетин захоплення електронів протонами має величину порядку 10 - 20 см2 при енергії електронів 001 - 0 3 ев. Ця величина залежить від енергетичного рівня, на який захоплюється електрон, і зменшується зі збільшенням головного квантового числа цього рівня.
Залежність величини ефективного перетину ( Q захоплення електрона атомом водню від е Нерген електрона. На рис. 17 наведено графік залежності ефективного перетину захоплення електрона атомом водню від енергії електрона за розрахунковими даними.
Іншим важливим поняттям, пов'язаним з ефективними перетинами захоплення і розсіювання, є альбедо а: ймовірність того, що тепловий нейтрон, який увійшов в нескінченну кількість певної речовини через обмежує його плоску поверхню, вилетить коли-небудь через неї назад.
При визначенні домішок в борі, що має велике ефективне перетин захоплення повільних нейтронів, виникає необхідність обліку самоекранірованія. Це досягається застосуванням методу еталонного зразка[133], В якому в якості еталону застосовується бор з відомим змістом шуканої домішки. Цей еталон і зразок одночасно опромінюють в активній зоні реактора, виділяючи із загального спектра резонансні нейтрони за допомогою борного фільтра. Час опромінення варіюють від 1 до 5 год.
При енергіях електронів, відповідних кімнатній температурі, ефективний перетин захоплення має порядок 10 - 19 сжа. При рекомбінації в потрійних зіткненнях, коли виділяється енергія віддається інертному атому, коефіцієнт рекомбінації досягає великих значень, ніж при радіаційному захопленні.
Як пов'язані між собою час життя нерівноважних носіїв заряду п їх ефективне перетин захоплення.
Перевищення цих значень, а також наявність інших елементів обумовлює збільшення ефективного перетину захоплення ядерноп графіту.
Перевищення цих значень, а також наявність інших елементів обумовлює збільшення ефективного перетину захоплення ядерного графіту.
Властивості домішкових атомів як рекомбінаційних пасток в даний час прийнято характеризувати їх ефективними перетинами захоплення для електронів і дірок. Ці перетину визначаються наступним чином. Тоді в одиниці об'єму буде матися Nfn центрів, які захопили електрон, і N (I - /) Nfp центрів порожніх.
Імовірність здійснення будь-якої ядерної реакції визначається, перш за все, так званим ефективним перерізом захоплення атомного ядра по відношенню до відповідної бомбардуючої частці.
Електронні переходи між дискретним рівнем пастки і зонами в напівпровіднику. | Центр прилипання електрона (о. Центр рекомбінації (Ь. Центр прилипання дірки (с. Якщо акт захоплення електрона (або дірки) вимагає енергії активації, то ефективні перерізи захоплення менше геометричний. Малі значення ефективних перетинів можуть бути також обумовлені малою вірогідністю переходу внаслідок правил відбору.
Імовірність захоплення електрона молекулою, яка визначає швидкість процесу утворення негативних іонів, характеризується зазвичай ефективним перерізом захоплення, яке залежить від природи речовини і енергії електрона.
Так як при малих значеннях розрідження теоретичні і експериментальні значення підйомної сили збігаються, то ефективний перетин захоплення наближається до площі, обмеженої середнім діаметром кільця ущільнювача.
Позначимо через J потік фотонів належної частоти, а через Sn і S, - ефективні перерізи захоплення фотона з викидом електрона в зону провідності і дірки в валентну зону відповідно.
Імовірність реакції залежить від енергії нейтрона і складу мішені і кількісно описується за допомогою поняття ефективного перетину захоплення ядра, яке характеризує число актів взаємодії частинки з ядром.
Склад визначали методом нормалізації (сумарна площа піків), використовуючи коефіцієнти, обчислені з ефективних перетинів захоплення іонізації різних молекул.
При використанні свинцю або олова в них вводиться в невеликих кількостях золото як домішка з великим ефективним перерізом захоплення. Як донорних і акцепторних домішок використовуються галій, сурма, індій, миш'як і інші домішки.
Ніобій не взаємодіє помітно з ураном, плутонієм, жідкометалліческім теплоносителями Разом з цим володіє невеликим ефективним перерізом захоплення нейтронів (1 2 барн /см2), з-за чого застосовується як конструкційний матеріал в атомній енергетиці. З нього виготовляють оболонки для уранових тепловиділяючих елементів; при цьому підвищуються максимально допустима температура розігріву тепловиділяючих елементів (ТВЕЛ) і повнота їх використання. Додавання кількох відсотків ніобію до урану підвищує стійкість уранових ТВЕЛ проти старіння при нагріванні.
Робота реактора залежить насамперед від концентрації і ступеня очищення палива від домішок елементів, що володіють високим ефективним перерізом захоплення повільних нейтронів. В атомній техніці елементи, які мають перетин захоплення більше 10 барн, не використовуються. Існує досить багато таких реакторних отрут. Особливу небезпеку становлять гадолиний, самарій, європій, бор, кадмій, індій. Це обов'язкова умова не тільки для нормального початку роботи реактора, а й для створення в ньому запасу реактивності. Такий запас повинен компенсувати отруєння палива продуктами поділу Хе135 Sm149 Gd157 і іншими елементами, що утворюються при вигорянні поділяється. Менш небезпечні домішки з проміжним перетином захоплення порядку 1 - 10 барн. Що стосується змісту С, F, Mg, Si, Pb, Al, Ca, S, Sn і інших, то тут допускаються соті і десяті частки відсотка.
Зонна діаграма напівпровідника з пастками захоплення і рекомбінації. Процес рекомбінації визначається чотирма параметрами: концентрацією рекомбінаційних пасток, їх енергетичним положенням в забороненій зоні і двома ефективними перетинами захоплення для електронів і дірок.
Вимірювання температурної залежності опору, пов'язаної із заповненням рівня Фермі для пасток, замість з даними по температурної залежності ефективного перетину захоплення і середнього часу перебування в пастці об'єднуються в єдину узгоджену картину рівнів і дають експериментальне підтвердження застосування принципу детального рівноваги до рівнів прилипання.
В процесі розхолоджування ЯПВУ реактивність реактора безперервно змінюється за рахунок зміни температури активної зони, накопичення ізотопів, що володіють значними ефективними перетинами захоплення нейтронів, істотно порушують баланс нейтронів. У більшості продуктів поділу ефективний перетин поглинання нейтронів становить кілька барн. Речовинами, що мають великі перетину захоплення нейтронів, є ксенон-135 (о-а 275 - 10 барн при f20 C) і самарій-149 (аа 825103 барн при 20 С), з яких перший радіоактивний (нестійкий), а другий стійкий. Накопичення в активній зоні ядер сенонов і самарію називається отруєнням реактора, а накопичення ядер.
Як показують розрахунки, дослідження залежності релаксації ефекту поля від прикладеного поля і температури дозволяє визначити концентрацію і енергію поверхневих станів і ефективний перетин захоплення для основних носіїв.
В якості теплоносія для реакторів Колдер-Холл і всіх наступних англійських станцій цього типу прийнято вуглекислий газ, дешевий і цілком прийнятний з ефективного перетину захоплення нейтронів. Для прийнятих температур активної зони реактора вуглекислий газ хімічно інертний по відношенню до графіту.
Дослідження кінетики ефекту поля в германии, як показав ряд робіт[1-4], Може дати відомості про енергетичне положенні поверхневих станів і ефективні перерізи захоплення для електронів і дірок.
Це уявлення призводить до абсолютно неправильною залежності ефективного перетину для захоплення нейтронів протонами від швидкості нейтронів, зокрема, висновку, що ефективний перетин захоплення повинен наближатися до нуля при зменшенні швидкості нейтронів, в той час як експериментально ефективний перетин зі зменшенням швидкості зростає до нескінченності. Це протиріччя призвело Фермі до уявлення про те, що ядерні сили залежать від спина; при обліку цієї залежності виявляється можливим пояснити захоплення нейтронів протонами за рахунок перекидання спина, супроводжуваної магнітним випромінюванням, і взагалі цілий ряд фактів про захоплення і про пружному розсіянні нейтронів виявляється в згоді з теорією.
ефективний переріз захоплення а характеризує ймовірність протікання ядерної реакції. В якості одиниці вимірювання для про обраний барн (1 барн 10 - 24 см2), який має, отже, розмірність поверхні. Ефективний переріз захоплення ядерної реакції в багатьох випадках відповідає геометричним розмірам поперечного перерізу ядра-мішені, хоча в ряді випадків воно може бути значно більше останнього.
Ефективний переріз захоплення - величина, що має розмірність площі і зворотна твору концентрації носіїв заряду даного типу в напівпровіднику на середній шлях, прохідний носіями від звільнення до захоплення.
GO. Схема роботи калютрона. Ефективний переріз захоплення ізотопом 238U повільного нейтрона (про 3) в загальному обернено пропорційно його енергії (або швидкості), причому обчислюється одиницями БАРНОВ або їх частками.
Ефективний переріз захоплення ізотопом - 38U повільного нейтрона (про 1) в загальному обернено пропорційно його енергії (або швидкості), причому обчислюється одиницями БАРНОВ або їх частками. Однак у вузькій області енергій нейтрона близько 5 ев воно різко зростає до кількох тисяч Барна. Подібне виборче поглинання ядрами частинок певних енергій спостерігається досить часто і носить назву резонансного поглинання. Крім енергетичного рівня близько 5 ев, для 238U відомий і ряд вищих рівнів резонансного захоплення нейтронів. Саме існування подібних рівнів вказує на наявність певних закономірностей у внутрішню структуру атомних ядер.
Ефективний переріз захоплення характеризує здатність пастки захоплювати носій заряду; воно залежить від природи пастки рекомбінації, умов екранування носія іншими вільними носіями заряду.
Ефективний переріз захоплення а характеризує ймовірність протікання ядерної реакції. В якості одиниці вимірювання для а обраний барн (1 барн Ю-24 см2), який має, отже, розмірність поверхні. Ефективний переріз захоплення ядерної реакції в багатьох випадках відповідає геометричним розмірам поперечного перерізу ядра-мішені, хоча в ряді випадків воно може бути значно більше останнього.
Ефективний переріз захоплення нейтрино, що випромінюється Сонцем, буде приблизно таким же, як і захоплення антинейтрино в дослідах Райнеса і Коуена, оскільки енергія обох частинок в цих реакціях приблизно однакова і дорівнює кільком травні. Однак якби вдалося отримати нейтрино з енергією в декілька Гев, то ефективне перетин захоплення має різко збільшитися.
Визначимо тепер ефективний перетин захоплення з синглетного в тріплетное стан.
Трохи ефективного перетину захоплення цих матеріалів і, отже, великий час життя теплових нейтронів більш ніж компенсують їх меншу ефективність як сповільнювачі. Однак і в разі вуглецю спектр випускаються нейтронів відрізняється від внутрішнього спектра, хоча і з іншої причини, ніж в разі водню: дифракційні ефект в графітової решітці призводить до переважного випускання холодних нейтронів. В одному випадку вдалося спостерігати ефективну температуру випускаються нейтронів всього лише в 18 К - З точки зору радіохімії вуглець є корисним сповільнювачем тільки в з'єднанні з котлом, так як в інших випадках нейтронна щільність занадто швидко падає через велику дифузійної довжини.
Щоб визначити ефективний перетин захоплення, ми повинні відрізняти один від одного початковий прицільний параметр Р і відстань максимального зближення Кт п безпосередньо перед захопленням. Хоча ці величини і збігаються в разі прямолінійною орбіти, вони відрізняються в разі криволінійних орбіт, що призводять до пов'язаним станам, як це обговорювалося в гл.
S - ефективний перетин захоплення електронів пастками; N - концентрація нормально не заповнених пасток; v - середня теплова швидкість; /- Швидкість генерації пар електрон - дірка в одиниці об'єму за рахунок освітлення; NSv 1 /т, - швидкість захоплення електронів, коли всі пастки вільні. Використовуючи ці визначення, можна відразу написати кінетичні рівняння, якщо є об'ємні пастки тільки одного типу. Ми побачимо пізніше, що немає необхідності докладно розглядати випадок двох типів пасток, так як постійні часу пасток в дірковому кремнії зазвичай сильно відрізняються один від одного.
Далі, ефективний перетин захоплення швидких нейтронів має найменше значення для ядер з N 2082126 (Са40 Zr n, Ва138 Bi209 РЬ208 в той час як у сусідніх елементів ефективний перетин захоплення виявляється приблизно в сто разів більшим.
Перераховані домішки збільшують ефективний перетин захоплення нейтронів в середньому на 0 4 мб.
Клас характеризується величиною ефективних перетинів захоплення для дірок і електронів і не залежить від енергії.
За інших рівних умов ефективні перерізи захоплення для ізотопів різняться в межах декількох порядків. практичний інтерес представляють ті випадки, коли в результаті ядерної реакції, що протікає з високим перетином захоплення, утворюється радіоактивний ізотоп з зручним для роботи періодом напіврозпаду. Для аналізу опромінюють аналізований матеріал нейтронами або зарядженими частинками, які переводять стабільний ізотоп визначуваного елементу в радіоактивний. Виміряна активність буде пропорційна числу ядер, які взяли участь в реакції. А так як елементи, що зустрічаються в природі, мають практично постійний ізотопний склад, то виміряне значення активності буде також пропорційно вмісту даного елемента в пробі.
За розрахунковими даними[34]ефективний перетин захоплення електронів протонами має величину порядку 10 - 20 см2 при енергії електронів 001 - 0 3 ев. Ця величина залежить від енергетичного рівня, на який захоплюється електрон, і зменшується зі збільшенням головного квантового числа цього рівня.
В цілому ці домішки збільшують ефективне перетин захоплення нейтронів приблизно на 0 4 міллібарна. Азот, що знаходиться в порах графіту, є суттєвою домішкою, оскільки його ефективне перетин захоплення відповідає приблизно 026 міллібарна на 1 атом вуглецю.
Зокрема, ванадій володіє малим ефективним перерізом захоплення нейтронів (1 + 1 барн) і, отже, не змінює помітно властивостей в умовах сильного випромінювання. На рис. 19 приведена фотографія паливного елемента ядерного реактора, виготовленого однією з ядрами сорту а. Позначимо відносні концентрації захоплюючого елемента і різних розсіювачів відповідно через с і са.
За розрахунковими даними 136], ефективний перетин захоплення електронів протонами має величину порядку 10 - 20 см2 при енергії електронів 001 - 0 3 ев. Ця величина залежить від енергетичного рівня, на який захоплюється електрон, і зменшується зі збільшенням головного квантового числа цього рівня.
Залежність величини ефективного перетину ( Q захоплення електрона атомом водню від е Нерген електрона. На рис. 17 наведено графік залежності ефективного перетину захоплення електрона атомом водню від енергії електрона за розрахунковими даними.
Іншим важливим поняттям, пов'язаним з ефективними перетинами захоплення і розсіювання, є альбедо а: ймовірність того, що тепловий нейтрон, який увійшов в нескінченну кількість певної речовини через обмежує його плоску поверхню, вилетить коли-небудь через неї назад.
При визначенні домішок в борі, що має велике ефективне перетин захоплення повільних нейтронів, виникає необхідність обліку самоекранірованія. Це досягається застосуванням методу еталонного зразка[133], В якому в якості еталону застосовується бор з відомим змістом шуканої домішки. Цей еталон і зразок одночасно опромінюють в активній зоні реактора, виділяючи із загального спектра резонансні нейтрони за допомогою борного фільтра. Час опромінення варіюють від 1 до 5 год.
При енергіях електронів, відповідних кімнатній температурі, ефективний перетин захоплення має порядок 10 - 19 сжа. При рекомбінації в потрійних зіткненнях, коли виділяється енергія віддається інертному атому, коефіцієнт рекомбінації досягає великих значень, ніж при радіаційному захопленні.
Як пов'язані між собою час життя нерівноважних носіїв заряду п їх ефективне перетин захоплення.
Перевищення цих значень, а також наявність інших елементів обумовлює збільшення ефективного перетину захоплення ядерноп графіту.
Перевищення цих значень, а також наявність інших елементів обумовлює збільшення ефективного перетину захоплення ядерного графіту.
Властивості домішкових атомів як рекомбінаційних пасток в даний час прийнято характеризувати їх ефективними перетинами захоплення для електронів і дірок. Ці перетину визначаються наступним чином. Тоді в одиниці об'єму буде матися Nfn центрів, які захопили електрон, і N (I - /) Nfp центрів порожніх.
Імовірність здійснення будь-якої ядерної реакції визначається, перш за все, так званим ефективним перерізом захоплення атомного ядра по відношенню до відповідної бомбардуючої частці.
Електронні переходи між дискретним рівнем пастки і зонами в напівпровіднику. | Центр прилипання електрона (о. Центр рекомбінації (Ь. Центр прилипання дірки (с. Якщо акт захоплення електрона (або дірки) вимагає енергії активації, то ефективні перерізи захоплення менше геометричний. Малі значення ефективних перетинів можуть бути також обумовлені малою вірогідністю переходу внаслідок правил відбору.
Імовірність захоплення електрона молекулою, яка визначає швидкість процесу утворення негативних іонів, характеризується зазвичай ефективним перерізом захоплення, яке залежить від природи речовини і енергії електрона.
Так як при малих значеннях розрідження теоретичні і експериментальні значення підйомної сили збігаються, то ефективний перетин захоплення наближається до площі, обмеженої середнім діаметром кільця ущільнювача.
Позначимо через J потік фотонів належної частоти, а через Sn і S, - ефективні перерізи захоплення фотона з викидом електрона в зону провідності і дірки в валентну зону відповідно.
Імовірність реакції залежить від енергії нейтрона і складу мішені і кількісно описується за допомогою поняття ефективного перетину захоплення ядра, яке характеризує число актів взаємодії частинки з ядром.
Склад визначали методом нормалізації (сумарна площа піків), використовуючи коефіцієнти, обчислені з ефективних перетинів захоплення іонізації різних молекул.
При використанні свинцю або олова в них вводиться в невеликих кількостях золото як домішка з великим ефективним перерізом захоплення. Як донорних і акцепторних домішок використовуються галій, сурма, індій, миш'як і інші домішки.
Ніобій не взаємодіє помітно з ураном, плутонієм, жідкометалліческім теплоносителями Разом з цим володіє невеликим ефективним перерізом захоплення нейтронів (1 2 барн /см2), з-за чого застосовується як конструкційний матеріал в атомній енергетиці. З нього виготовляють оболонки для уранових тепловиділяючих елементів; при цьому підвищуються максимально допустима температура розігріву тепловиділяючих елементів (ТВЕЛ) і повнота їх використання. Додавання кількох відсотків ніобію до урану підвищує стійкість уранових ТВЕЛ проти старіння при нагріванні.
Робота реактора залежить насамперед від концентрації і ступеня очищення палива від домішок елементів, що володіють високим ефективним перерізом захоплення повільних нейтронів. В атомній техніці елементи, які мають перетин захоплення більше 10 барн, не використовуються. Існує досить багато таких реакторних отрут. Особливу небезпеку становлять гадолиний, самарій, європій, бор, кадмій, індій. Це обов'язкова умова не тільки для нормального початку роботи реактора, а й для створення в ньому запасу реактивності. Такий запас повинен компенсувати отруєння палива продуктами поділу Хе135 Sm149 Gd157 і іншими елементами, що утворюються при вигорянні поділяється. Менш небезпечні домішки з проміжним перетином захоплення порядку 1 - 10 барн. Що стосується змісту С, F, Mg, Si, Pb, Al, Ca, S, Sn і інших, то тут допускаються соті і десяті частки відсотка.
Зонна діаграма напівпровідника з пастками захоплення і рекомбінації. Процес рекомбінації визначається чотирма параметрами: концентрацією рекомбінаційних пасток, їх енергетичним положенням в забороненій зоні і двома ефективними перетинами захоплення для електронів і дірок.
Вимірювання температурної залежності опору, пов'язаної із заповненням рівня Фермі для пасток, замість з даними по температурної залежності ефективного перетину захоплення і середнього часу перебування в пастці об'єднуються в єдину узгоджену картину рівнів і дають експериментальне підтвердження застосування принципу детального рівноваги до рівнів прилипання.
В процесі розхолоджування ЯПВУ реактивність реактора безперервно змінюється за рахунок зміни температури активної зони, накопичення ізотопів, що володіють значними ефективними перетинами захоплення нейтронів, істотно порушують баланс нейтронів. У більшості продуктів поділу ефективний перетин поглинання нейтронів становить кілька барн. Речовинами, що мають великі перетину захоплення нейтронів, є ксенон-135 (о-а 275 - 10 барн при f20 C) і самарій-149 (аа 825103 барн при 20 С), з яких перший радіоактивний (нестійкий), а другий стійкий. Накопичення в активній зоні ядер сенонов і самарію називається отруєнням реактора, а накопичення ядер.
Як показують розрахунки, дослідження залежності релаксації ефекту поля від прикладеного поля і температури дозволяє визначити концентрацію і енергію поверхневих станів і ефективний перетин захоплення для основних носіїв.
В якості теплоносія для реакторів Колдер-Холл і всіх наступних англійських станцій цього типу прийнято вуглекислий газ, дешевий і цілком прийнятний з ефективного перетину захоплення нейтронів. Для прийнятих температур активної зони реактора вуглекислий газ хімічно інертний по відношенню до графіту.
Дослідження кінетики ефекту поля в германии, як показав ряд робіт[1-4], Може дати відомості про енергетичне положенні поверхневих станів і ефективні перерізи захоплення для електронів і дірок.
Це уявлення призводить до абсолютно неправильною залежності ефективного перетину для захоплення нейтронів протонами від швидкості нейтронів, зокрема, висновку, що ефективний перетин захоплення повинен наближатися до нуля при зменшенні швидкості нейтронів, в той час як експериментально ефективний перетин зі зменшенням швидкості зростає до нескінченності. Це протиріччя призвело Фермі до уявлення про те, що ядерні сили залежать від спина; при обліку цієї залежності виявляється можливим пояснити захоплення нейтронів протонами за рахунок перекидання спина, супроводжуваної магнітним випромінюванням, і взагалі цілий ряд фактів про захоплення і про пружному розсіянні нейтронів виявляється в згоді з теорією.