Neytron harorati

**Neytron fizikasi** - fizikaning neytronlar xossalari (massasi, radioaktiv yemirilishi, magnit xossalari va h. k.) va ular bilan bogʻliq boʻlgan turli jarayonlarni oʻrganadigan boʻlimi. Neytron fizikasi neytron kashf qilingandan soʻng (1932) uning xossalarini oʻrganish asosida vujudga keldi va rivojlandi. Sovuq va issiq neytronlar bilan oʻtkazilgan tajribalarda ularning toʻlqin xususiyatlari namoyon boʻlib, koʻpgina optik hodi-salar kashf qilindi. Bunday neytronlar xossalari optika usullari va asboblari yordamida oʻrganiladi. Issiq neytronning moddada yutilishi katta boʻlganidan ularning har xil modsalar bilan oʻzaro taʼsiri natijasida elastik sochilish hodisasi va radiatsion tutuv (p, u) kabi ekzotermik reaksiyalar ke-tishi mumkin. Neytronlar taʼsirida yad-rolarning, ayniqsa, ogʻir yadrolarning boʻlinishi va boʻlinishning zanjirli reaksiyasi kabi muhim yadro reaksiyalari vujudga keladi. Bunday reaksiyalarning ketishi ham neytronlar energiyasiga bogʻliq. Ana shunday boglanishlar harakterini va ulardan foydalanish yoʻllarini (Mas, yadro texnikasida) Neytron fizikasi oʻrganadi va aniklaydi.

Yuqori energiyali neytronlarning modda atomlari bilan oʻzaro taʼsiri yadro reaksiyalariga olib keladi. Bu jarayonlar murakkab boʻlib, ularni oʻrganishda maxsus asbob va usullar zarur. Oʻta yuqori energiyali (relyativistik) neytronlar kosmik nurlar tarkibiga ki-radigan zarralardan hisoblanadi. Bunday neitronlarni (ularning oqimini) aniklash, oʻrganish va katta energiyali boshqa zarralarga taqqoslashga, ney-tronlarning yangidan-yangi harakteri-stikalari (kvant sonlari, oʻlchash usullari, tuzilishi va boshqalar)ni bilishga im-kon beradi. Bu ishlar ham Neytron fizikasida qaraladigan muhim masalalardan biridir.

Tadqiqot ishlarini bajarishda neytron manbalari bilan bir qatorda oʻlchash usullari, qurilma va asboblari (spektrometrlar, indikatorlar, filtrlar, monoxromatorlar va boshqalar)ni ishlab chiqish bilan bogʻliq boʻlgan turli masalalarni hal etish ham Neytron fizikasidagi asosiy masalalar hisoblanadi.

**Neytronni aniqlash harorati**, shuningdek, **neytron energiyasi** deb ataladi, erkin neytronning kinetik energiyasini ko'rsatadi, odatda elektron voltlarda beriladi. *Harorat* atamasi ishlatiladi, chunki issiq, termal va sovuq neytronlar ma'lum bir haroratga ega bo'lgan muhitda o'rnatiladi . Keyin neytron energiyasini taqsimlash termal harakat uchun ma'lum bo'lgan Maksvell taqsimotiga moslashtiriladi. Sifat jihatdan, harorat qancha yuqori bo'lsa, erkin neytronlarning kinetik energiyasi shunchalik yuqori bo'ladi. Neytronning impulsi va to'lqin uzunligi de Broyl munosabati bilan bog'liq. Sekin neytronlarning katta to'lqin uzunligi katta kesimga imkon beradi.

## Neytron energiyasini taqsimlash diapazonlari

Ammo boshqa manbalarda har xil nomdagi turli diapazonlar kuzatiladi.

Quyida batafsil tasniflangan:

### Issiqlik
**Termal neytron** erkin neytron bo'lib, kinetik energiyasi taxminan 0,025 eV (taxminan 4,0×10 −21 J yoki 2,4 MJ/kg, shuning uchun tezligi 2,19 ga teng)&nbsp;km/s), bu 290 K (17) haroratdagi eng ehtimol tezlikka mos keladigan energiya.&nbsp;°C yoki 62&nbsp;°F), bu harorat uchun Maksvell-Boltzman taqsimoti rejimi, E tepalik = 1/2 k T.

Bu haroratda muhitda ( neytron moderatori ) yadrolar bilan bir qancha to'qnashuvlardan ( tarqalishdan ) so'ng, so'rilmagan neytronlar shu energiya darajasiga etadi.

Termal neytronlar tez neytronlarga qaraganda ma'lum bir nuklid uchun har xil va ba'zan ancha katta samarali neytronlarni yutish kesimiga ega va shuning uchun atom yadrosi tomonidan tez-tez so'rilishi mumkin, natijada kimyoviy elementning og'irroq, ko'pincha beqaror izotopini yaratadi. . Ushbu hodisa neytron faollashuvi deb ataladi.

### Epitermik

:* Termal energiyadan kattaroq neytronlar
:* 0,025 eV dan yuqori

### kadmiy

:* Kadmiy tomonidan kuchli so'rilgan neytronlar
:* 0,5 eV dan kam.

### Epikadmiy

:* Kadmiy tomonidan kuchli so'rilmaydigan neytronlar
:* 0,5 eV dan yuqori.

### Sovuq (sekin) neytronlar

:* Termal neytronlarga qaraganda kamroq (juda past) energiyaga ega neytronlar.
:* 5 meV dan kam.
: Sovuq (sekin) neytronlar sovuq (CN), juda sovuq (VCN) va o'ta sovuq (UCN) neytronlarga bo'linadi, ularning har biri materiya bilan optik o'zaro ta'sir qilish nuqtai nazaridan o'ziga xos xususiyatlarga ega. To'lqin uzunligi uzoqroq (tanlangan) bo'lsa, impuls almashinuvining pastki qiymatlariga kirish mumkin bo'ladi. Shuning uchun kattaroq masshtablarni va sekinroq dinamikani o'rganish mumkin. UCN holatida tortishish ham juda muhim rol o'ynaydi. Shunga qaramay, UCN hodisaning barcha burchaklarida aks etadi. Buning sababi shundaki, ularning tezligi materiallarning optik salohiyati bilan taqqoslanadi. Bu ta'sir ularni shishalarda saqlash va asosiy xususiyatlarini o'rganish uchun ishlatiladi  masalan, ishlash muddati, neytron elektr-dipol momenti va boshqalar. . . Sekin neytronlardan foydalanishning asosiy cheklovlari past oqim va samarali optik qurilmalarning etishmasligi (CN va VCN holatlarida). Ushbu kamchilikni bartaraf etish uchun samarali neytron optik komponentlari ishlab chiqilmoqda va optimallashtirilmoqda.

### Rezonans

:* U-238 tomonidan parchalanmaydigan tutilishga juda sezgir bo'lgan neytronlarga ishora qiladi.
:* 1 eV dan 300 eV gacha

### O'rta

:* Sekin va tez o'rtasida joylashgan neytronlar
:* Bir necha yuz eV dan 0,5 MeV gacha.

### Tez

: **Tez neytron** - bu kinetik energiya darajasi 1 ga yaqin bo'lgan erkin neytron&nbsp;M eV (100&nbsp;T J / kg ), shuning uchun tezlik 14 000 ga teng&nbsp;km/ s yoki undan yuqori. Ularni past energiyali termal neytronlardan va kosmik yomg'ir yoki tezlatgichlarda hosil bo'lgan yuqori energiyali neytronlardan ajratish uchun ular *tez* neytronlar deb nomlanadi.

Tez neytronlar yadroviy jarayonlar natijasida hosil bo'ladi:

* Yadroning bo'linishi o'rtacha energiyasi 2 bo'lgan neytronlarni hosil qiladi&nbsp;MeV (200&nbsp;TJ/kg, ya'ni 20 000&nbsp;km/s), bu esa "tezkor" sifatida tavsiflanadi. Biroq, bo'linishdan neytronlar diapazoni Maksvell-Boltzman taqsimoti bo'yicha 0 dan taxminan 14 gacha.&nbsp;MeV parchalanish momentum doirasi markazida, energiya rejimi esa atigi 0,75 ga teng.&nbsp;MeV, ya'ni bo'linish neytronlarining yarmidan kamrog'i hatto 1 bo'lsa ham "tezkor" hisoblanadi.&nbsp;MeV mezoni.
* O'z-o'zidan bo'linish - bu ba'zi og'ir nuklidlar uchun radioaktiv parchalanish usuli. Masalan, plutoniy-240 va kaliforniy-252 .
* Yadro sintezi : deyteriy &ndash; tritiy sintezi 14,1 neytronlarni hosil qiladi.&nbsp;MeV (1400 TJ/kg,&nbsp;ya'ni 52 000&nbsp;km/s, yorug'lik tezligining 17,3% ni tashkil qiladi) uran-238 va boshqa bo'linmaydigan aktinidlarni osonlik bilan parchalashi mumkin.
* Neytron emissiyasi yadroda bir yoki bir nechta neytronlarning ajralish energiyasi manfiy bo'ladigan (ya'ni ortiqcha neytronlar yadrodan " tomchilab ") bo'ladigan darajada ortiqcha neytronlarni o'z ichiga olgan holatlarda sodir bo'ladi. Bunday turdagi beqaror yadrolar ko'pincha bir soniyadan kamroq vaqt ichida parchalanadi.

Tez neytronlar odatda barqaror holatdagi yadro reaktorida istalmagan, chunki ko'pchilik bo'linadigan yoqilg'i termal neytronlar bilan yuqori reaksiya tezligiga ega. Tez neytronlarni moderatsiya deb ataladigan jarayon orqali tezda termal neytronlarga almashtirish mumkin. Bu (umuman) sekinroq harakatlanuvchi va shuning uchun atom yadrolari va boshqa neytronlar kabi past haroratli zarralar bilan ko'p sonli to'qnashuvlar orqali amalga oshiriladi. Ushbu to'qnashuvlar odatda boshqa zarrachani tezlashtiradi va neytronni sekinlashtiradi va uni tarqatadi. Ideal holda, bu jarayon uchun xona haroratidagi neytron moderatori ishlatiladi. Reaktorlarda og'ir suv, engil suv yoki grafit odatda neytronlarni motadil qilish uchun ishlatiladi.

### Ultra tez

:* Relyativistik
:* 20 MeV dan yuqori

### Boshqa tasniflar

; Qoziq
:* Yadro reaktorlarida mavjud bo'lgan barcha energiyaning neytronlari
:* 0,001 eV dan 15 MeV gacha.
; Ultrasovuq
:* Aks ettirish va ushlab turish uchun etarlicha past energiyaga ega neytronlar
:* Yuqori chegara 335 neV

## Tez neytronli reaktor va termal neytron reaktori solishtirildi
Ko'pgina bo'linish reaktorlari termal neytron reaktorlari bo'lib, yadro bo'linishi natijasida hosil bo'lgan neytronlarni sekinlashtirish (" *issiqlik* ") uchun neytron moderatoridan foydalanadi. Moderatsiya uran-235 yoki plutoniy-239 kabi bo'linuvchi yadrolar uchun bo'linish kesimini sezilarli darajada oshiradi. Bundan tashqari, uran-238 termal neytronlar uchun ancha past tutilish kesimiga ega bo'lib, ko'proq neytronlar 238 U tomonidan ushlanmasdan, bo'linadigan yadrolarning bo'linishiga va zanjir reaktsiyasini targ'ib qilishga imkon beradi. Ushbu effektlarning kombinatsiyasi engil suv reaktorlariga past boyitilgan urandan foydalanish imkonini beradi. Og'ir suv reaktorlari va grafit bilan boshqariladigan reaktorlar hatto tabiiy urandan ham foydalanishi mumkin, chunki bu moderatorlar engil suvga qaraganda ancha past neytronni ushlab turish kesimlariga ega.

Yoqilg'i haroratining oshishi, shuningdek, uran-238 ning termal neytronlarini Doppler kengayishi orqali so'rilishini oshiradi va reaktorni boshqarishga yordam berish uchun salbiy fikr bildiradi. Sovutish suyuqligi suyuqlik bo'lib, u moderatsiya va so'rilishga ham hissa qo'shadi (engil suv yoki og'ir suv), sovutish suyuqligining qaynashi moderator zichligini kamaytiradi, bu esa ijobiy yoki salbiy fikr bildirishi mumkin (musbat yoki salbiy bo'shliq koeffitsienti ). reaktor kam yoki haddan tashqari moderatsiyalangan.

O'rta energiyali neytronlar ko'pgina yoqilg'ilar uchun tez yoki termal neytronlarga qaraganda kamroq bo'linish / tutilish nisbatlariga ega. Toriy siklidagi uran-233 bundan mustasno bo'lib, u barcha neytron energiyalarida yaxshi parchalanish/tutish nisbatiga ega.

Tez neytronli reaktorlar reaksiyani davom ettirish uchun moderatsiya qilinmagan tez neytronlardan foydalanadi va yoqilg'ida unumdor materialga (uran-238) nisbatan bo'linadigan moddalarning yuqori konsentratsiyasini talab qiladi. Biroq, tez neytronlar ko'plab nuklidlar uchun yaxshiroq bo'linish/tutish nisbatiga ega va har bir tez bo'linish ko'proq neytronlarni chiqaradi, shuning uchun tez ishlab chiqaruvchi reaktor iste'mol qilganidan ko'ra ko'proq parchalanadigan yoqilg'ini "ko'paytirishi" mumkin.

Tez reaktorni boshqarish faqat Doppler kengayishiga yoki moderator tomonidan salbiy bo'shliq koeffitsientiga bog'liq bo'lishi mumkin emas. Biroq, yoqilg'ining termal kengayishi o'zi tez salbiy fikr bildirishi mumkin. Ko'p yillik kelajak to'lqini bo'lishi kutilayotgan reaktorning jadal rivojlanishi uran bozoridagi arzon narxlar tufayli Chernobil avariyasidan keyin o'nlab yillar davomida qurilgan bir nechta reaktorlar bilan deyarli to'xtab qoldi, ammo hozirda Osiyoning bir qancha mamlakatlarida jonlanish kuzatilmoqda. kelgusi bir necha yil ichida tez reaktorlarning katta prototipini tugatishni rejalashtirmoqda.  &#x5D;

## Shuningdek qarang

## Manbalar

## Havolalar

* Yadro tili
* ***Ushbu maqola Mirzo Ulug'bek nomidagi [[Oʻzbekiston Milliy universiteti|O'zbekiston Milliy universitieti]] Fizika fakulteti talabasi Aminov Islom tomonidan Wikita'lim loyihasi doirasida ingliz tilidan tarjima qilindi.***