IPB

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )



Нет регистрации на форуме? Вам сюда.
2 страниц V   1 2 >  
Reply to this topicStart new topic
> Запаздывающие нейтроны
Red Bull
сообщение 3.1.2009, 20:49
Сообщение #1





Guests






Господа, помогите любителю-дилетанту с минимумом познаний. Я в конец запутался: что есть за зверь запаздывающий нейтрон? Благодарности за доступный ответ шлю заранее.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 4.1.2009, 18:05
Сообщение #2


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Red Bull @ 3.1.2009, 20:49) *
Господа, помогите любителю-дилетанту с минимумом познаний. Я в конец запутался: что есть за зверь запаздывающий нейтрон? Благодарности за доступный ответ шлю заранее.


Не совсем понятно, на каком уровне отвечать?

Фрагмент из книги "Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов" под редакцией Г.А.Батя подойдет?

QUOTE
В очень редких случаях в цепочке beta-превращений образуется ядро с энергией возбуждения, превышающей энергию связи нейтрона в этом ядре. Такие ядра могут испускать нейтроны, которые называются запаздывающими. Испускание запаздывающего нейтрона конкурирует с гамма-излучением. Однако в случае, когда ядро сильно перегружено нейтронами, более вероятным будет испускание нейтрона. Это означает, что запаздывающие нейтроны излучаются ядрами, находящимися ближе к началам цепочек распада, ибо здесь особенно малы энергии связи нейтронов в ядрах. Ядро, образовавшееся при испускании запаздывающего нейтрона, может находиться либо в основном, либо в возбужденном состоянии. В последнем случае возбуждение снимается гамма-излучением.


QUOTE
Ядро (Z,N) (здесь N=A-Z) принято называть предшественником запаздывающих нейтронов, а ядро (Z+1,N-1) - излучателем запаздывающих нейтронов. Ядро (Z+1,N-1) испускает нейтрон практически мгновенно, но со значительным запаздыванием по отношению к моменту деления исходного (составного) ядра. Среднее время запаздывания практически совпадает со средним временем жизни ядра-предшественника.


QUOTE
Запаздывающие нейтроны принято делить на несколько (чаще всего шесть) групп в зависимости от времени запаздывания... В настоящее время насчитывают около 50 возможных ядер-предшественников, причем заметную долю в этом количестве составляют изотопы брома и йода. Как правило, нейтроны испускаются ядрами с числом нейтронов, на единицу большим магических чисел (50 и 82), так как значения epsilon-n в таких ядрах особенно малы.


QUOTE
Энергия запаздывающих нейтронов (среднее значение примерно 0,5 МэВ) в несколько раз меньше средней энергии мгновенных нейтронов.


QUOTE
Доля запаздывающих нейтронов beta полностью определяется делящимся ядром и практически не зависит от энергии нейтронов, вызывающих деление (в области энергий от 0,025 эВ до 14 МэВ). Для всех ядер значение beta составляет менее 1%.


QUOTE
Несмотря на малый выход, запаздывающие нейтроны играют огромную роль в ядерных реакторах. Благодаря большому запаздыванию, эти нейтроны существенно (примерно на два порядка и более) увеличивают время жизни нейтронов одного поколения в ядерном реакторе и тем самым создают возможность управления самоподдерживающейся цепной реакцией деления.


Сообщение отредактировал AtomInfo.Ru - 4.1.2009, 18:22
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Red Bull
сообщение 5.1.2009, 14:20
Сообщение #3





Guests






Шеф, не так быстро! Я ж записываю biggrin.gif
За формУлы спасибо! Но я в них копаюсь как свиноматка в корнеплодах. Допыхтел с трудом до последней цытаты и челом бью проверить, как я вас понял.
Запаздывающие нейтроны никаким боком к быстрым и тепловым не относятся, так? И потому, что они есть реактором можно управлять?
А можно еще раз и на пальцах для особо тупых. Почему сие возможно? Почему реактор с запаздывающими нейтронами может работать, а без оных ни в Красную армию?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Гость
сообщение 5.1.2009, 21:20
Сообщение #4





Guests






Red Bull, а что за такой "нездоровый" интерес к запаздывающим нейтронам? Из менеджеров Атомпрома будете? Должность есть, а понимания отрасли нет? biggrin.gif Вообще-то в инете есть такие полезные вещи как поисковые системы, google, к примеру. Есть и народные энциклопедии, к примеру Википедия. Хоть на неё нельзя на 100% полагаться, но тем не менее. Вот оттуда:
Цитата
В результате деления тяжелых ядер нейтронами образуются осколки деления, некоторые из которых обладают избыточным количеством нейтронов. В результате осколки претерпевают несколько β-распадов, после чего образуются сильно возбужденные ядра, которые могут испустить нейтроны. Такие нейтроны и называют запаздывающими, так как они появляются не сразу во время деления, а спустя некоторое время, характеризуемое временем жизни осколков деления, приводящих к появлению ядер — эмиттеров нейтронов.

Энергия запаздывающих нейтронов (0,4-0,6МэВ) значительно ниже энергии нейтронов деления (2 МэВ), в результате чего запаздывающие нейтроны не могут вызвать деление пороговых ядер (238 U). Величина, характеризующая долю запаздывающих, образующихся при распаде ядра данного сорта, называются долей запаздывающих нейтронов (β). Для каждого вида делящихся ядер величина β своя (например, для 235U β=0,65 %).

Запаздывающие нейтроны, как правило, делят на шесть групп, которые отличаются периодами полураспада ядер-предшественников и энергиями.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AtomInfo.Ru
сообщение 5.1.2009, 22:18
Сообщение #5


Модератор
*********

Группа: Clubmen
Сообщений: 24 881
Регистрация: 16.1.2007
Из: Обнинск
Пользователь №: 4



QUOTE(Red Bull @ 5.1.2009, 14:20) *
А можно еще раз и на пальцах для особо тупых. Почему сие возможно? Почему реактор с запаздывающими нейтронами может работать, а без оных ни в Красную армию?


Пробую совсем на пальцах и с дикими упрощениями.

Нам нужно иметь систему управления, способную среагировать на происходящие в реакторе изменения за время, сравнимое со временем жизни одного поколения нейтронов.

Время жизни поколения нейтронов, рождающихся мгновенно (мгновенных нейтронов), составляет миллисекунду и меньше (до микросекунды в зависимости от типа реактора).

Время жизни поколения нейтронов, рождающихся с запаздыванием (запаздывающих нейтронов), составляет 10 секунд.

Во втором случае мы за 10 секунд элементарно успеваем уронить в реактор стержни управления, и они под действием силы тяжести долетят до самого дна.

Придумать систему управления, пригодную для первого случая, теоретически возможно, но мне сложно представить, на что она могла бы быть похожа. И уж тем более, вряд бы ли такую систему создали бы в послевоенные годы.

Т.о., за счет существования запаздывающих нейтронов у нас образуется некая область реакторных параметров, когда реактор может быть управляем с помощью механических систем. Если бы их не было, такой области бы тоже не было, и атомная энергетика развивалась бы другими путями (если бы вообще существовала бы).

Подозреваю, что за такой ответ в институте я получил бы троечку, а то и заслуженную пару, но Вы сами просили сказать как можно проще. smile.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Red Bull
сообщение 7.1.2009, 22:55
Сообщение #6





Guests






Братцы! Спасибо, выручили! В менеджерах не хожу, все больше копаюсь для души. Вот с запаздывающими нейтронами разобрался при вашей допомоге. В дллгу не останусь. Отслужу как сумею!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Гость
сообщение 8.1.2009, 13:41
Сообщение #7





Guests






Цитата
все больше копаюсь для души

Надо же! Какие бывают душевные запросы... ph34r.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Neacris
сообщение 31.3.2010, 17:18
Сообщение #8


Новичок
*

Группа: Haunters
Сообщений: 20
Регистрация: 31.3.2010
Из: Украина, Малин
Пользователь №: 4 976



Так как не могу создать тему, пишу сюда, как в ветку с вопросом подобным по духу моему вопросу.

Вопрос по существу интересуют коэффициенты сечения для нейтронов, протонов, альфа и бета частиц плюс позитронов и гамма частиц, для всех изотопов (по возможности) или где можно найти какие либо формулы для вычисления такого сечения. Смысл вот какой есть поток частиц (частицы разные по энергии) , он проходит через пластину вещества (разных веществ равномерно перемешанных в пластине) заданной толщины. Интересует исходящий поток за пластиной, его состав энергия, плотность. Мой вопрос тоже для души, пытаюсь все это дело смоделировать.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Editor-in-Chief
сообщение 31.3.2010, 22:56
Сообщение #9


Гл.редактор
***

Группа: Уровень доступа - 2
Сообщений: 423
Регистрация: 25.6.2007
Из: Обнинск, Россия
Пользователь №: 117



QUOTE(Neacris @ 31.3.2010, 18:18) *
Так как не могу создать тему, пишу сюда, как в ветку с вопросом подобным по духу моему вопросу.

Вопрос по существу интересуют коэффициенты сечения для нейтронов, протонов, альфа и бета частиц плюс позитронов и гамма частиц, для всех изотопов (по возможности) или где можно найти какие либо формулы для вычисления такого сечения. Смысл вот какой есть поток частиц (частицы разные по энергии) , он проходит через пластину вещества (разных веществ равномерно перемешанных в пластине) заданной толщины. Интересует исходящий поток за пластиной, его состав энергия, плотность. Мой вопрос тоже для души, пытаюсь все это дело смоделировать.


Neacris,

помочь Вам практически нереально. Например, нейтронные сечения - это файлы мегабайтных размеров для каждого изотопа, так как зависимость сечений от энергий очень сильно неоднородна. Более того, таких файлов в свободном доступе нет. А для работы с ними нужны коды, которых также свободно не распространяют.

Судя по характеру вопроса, Вам нужно искать литературу для тех, кто занимается защитой ядерных реакторов. Например, для меня как для нейтронщика, альфа- и бета-частицы всегда были глубоко параллельны, а вот защитников они вроде как интересовали.

Не могу придумать с ходу, что посоветовать. Видимо, стоит поискать литературу (справочники, учебники или учебные пособия) по защите ядерных реакторов, в крайнем случае - по дозиметрии. В них могут приводиться сечения взаимодействия, усреднённые по каким-то диапазонам энергий. Сразу предупреждаю, что для всех изотопов (а их несколько тысяч!) Вы сечения в открытом доступе не найдёте, будут данные только для небольшого набора основных изотопов.

Причём искать литературу надо докомпьютерной эпохи, не позднее 80-ых годов написания. Там могут быть данные для ручного расчёта. В современных книжках, как максимум, напишут что-то вроде "Подставьте свои данные в код такой-то и получите результат".

Поэтому совет. Если для души, то попытайтесь сначала сократить задачу до менее объёмной. Например, ограничьтесь только нейтронами и только тепловыми. Данные по тепловым нейтронным сечениям публиковались во многих книжках, как на русском, так и на других языках, и их можно нагуглить в сети. Что-то, наверное, могу скинуть на форум. Тогда задача прохождения через пластину потеряет энергетическую зависимость, но, по крайней мере, сможете её сделать. Потом потихоньку ищите следующие данные, расширяйте задачу и т.п.


--------------------
Александр Уваров.
Главный редактор AtomInfo.Ru.
Специальность 0311, но "давненько не брал я в руки шашек" :-)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Neacris
сообщение 1.4.2010, 7:35
Сообщение #10


Новичок
*

Группа: Haunters
Сообщений: 20
Регистрация: 31.3.2010
Из: Украина, Малин
Пользователь №: 4 976



Цитата(Editor-in-Chief @ 31.3.2010, 22:56) *
Neacris,

помочь Вам практически нереально. Например, нейтронные сечения - это файлы мегабайтных размеров для каждого изотопа, так как зависимость сечений от энергий очень сильно неоднородна. Более того, таких файлов в свободном доступе нет. А для работы с ними нужны коды, которых также свободно не распространяют.

Судя по характеру вопроса, Вам нужно искать литературу для тех, кто занимается защитой ядерных реакторов. Например, для меня как для нейтронщика, альфа- и бета-частицы всегда были глубоко параллельны, а вот защитников они вроде как интересовали.

Не могу придумать с ходу, что посоветовать. Видимо, стоит поискать литературу (справочники, учебники или учебные пособия) по защите ядерных реакторов, в крайнем случае - по дозиметрии. В них могут приводиться сечения взаимодействия, усреднённые по каким-то диапазонам энергий. Сразу предупреждаю, что для всех изотопов (а их несколько тысяч!) Вы сечения в открытом доступе не найдёте, будут данные только для небольшого набора основных изотопов.

Причём искать литературу надо докомпьютерной эпохи, не позднее 80-ых годов написания. Там могут быть данные для ручного расчёта. В современных книжках, как максимум, напишут что-то вроде "Подставьте свои данные в код такой-то и получите результат".

Поэтому совет. Если для души, то попытайтесь сначала сократить задачу до менее объёмной. Например, ограничьтесь только нейтронами и только тепловыми. Данные по тепловым нейтронным сечениям публиковались во многих книжках, как на русском, так и на других языках, и их можно нагуглить в сети. Что-то, наверное, могу скинуть на форум. Тогда задача прохождения через пластину потеряет энергетическую зависимость, но, по крайней мере, сможете её сделать. Потом потихоньку ищите следующие данные, расширяйте задачу и т.п.


Спасибо за ответ, если есть такая возможность, можете выложить какую либо информацию насчет взаимодействия нейтронов (если у Вас есть эти самые файлы мегабайтного размера). Ну понимая сложность я свою первоначальную задачу сократил на порядок где то, а то мб и больше, но видно придется модель еще более упрощать. Может быть Вы посоветуете какие либо специализированные ресурсы, можно даже иностранного расположения, мб какое либо программное обеспечение. Насколько я понимаю сложность составляет только сечения резонансных энергий, видел несколько графиков (правда их у меня только несколько) там если не учитывать сечение резонанса, идет почти линейный график.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Editor-in-Chief
сообщение 1.4.2010, 9:19
Сообщение #11


Гл.редактор
***

Группа: Уровень доступа - 2
Сообщений: 423
Регистрация: 25.6.2007
Из: Обнинск, Россия
Пользователь №: 117



QUOTE(myatom @ 1.4.2010, 10:12) *
http://www.ippe.ru/podr/abbn/libr/rosfond.php
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ НЕЙТРОННЫХ ДАННЫХ РОСФОНД (РОСсийская библиотека Файлов Оцененных Нейтронных Данных)
http://www.ippe.ru/podr/abbn/libr/intr-rosfond.php


Ух ты! ФЭИ РОСФОНД на сайте выложил?! XXI век, однако. Тогда ой! Neacris, мне больше добавить нечего - вот они такие, файлы с нейтронными сечениями.


--------------------
Александр Уваров.
Главный редактор AtomInfo.Ru.
Специальность 0311, но "давненько не брал я в руки шашек" :-)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Neacris
сообщение 1.4.2010, 11:15
Сообщение #12


Новичок
*

Группа: Haunters
Сообщений: 20
Регистрация: 31.3.2010
Из: Украина, Малин
Пользователь №: 4 976



Это просто какое то счастье, на каждый элемент есть пдфник, читать не перечитать, вот только с текстовым файликом у мя че т не то, ясно что таблица данных, но там все так перемешано, что я просто думаю что он у мя в этом формате плохо открылся.

Но за ссылку огромное спасибо, теперь бы найти такое же хотя бы для протонов, альфа и бета частиц ну и плюс гамма излучение.
А что делать буду, ну пока что прочитать хотя бы по одному элементу, как там подан материал понять, потом попытаться выбрать сечения для различных энергий и составить таблицу. Меня очень привлекает текстовый файл так как там уже таблица есть, нужно просто разобраться с ней.

Ну и еще раз спасибо за ссылку.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alex_bykov
сообщение 1.4.2010, 11:43
Сообщение #13


Эксперт
******

Группа: Уровень доступа - 2
Сообщений: 3 882
Регистрация: 9.6.2007
Из: Обнинск-Москва
Пользователь №: 89



QUOTE(Neacris @ 1.4.2010, 12:15) *
Но за ссылку огромное спасибо, теперь бы найти такое же хотя бы для протонов, альфа и бета частиц ну и плюс гамма излучение.

По заряженным частицам, да и по гамма-квантам - типично дозиметрические задачи на расчет толщины защит, потерю энергии и т.д. Дело в том, Neacris, что основная "реакция" для заряженных частиц в веществе - торможение, реакции захвата и т.п. происходят на десятки порядков реже и только для высокоэнергетических (сотни Мэв и выше) заряженных частиц, а она теряет энергию в веществе очень быстро.
Т.е. необходимость в описании процессов на ядерном уровне для интересующих вас частиц есть только в двух случаях:
а) вакуум;
б) сверхмощные высокоэнергетические потоки.
Все остальное описывается на уровне поглощение/отражение/огибание, т.е. статистическими закономерностями, сечений не нужно, нужна "оптика" + знания свойств материалов.


--------------------
С уважением

Александр Быков
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Neacris
сообщение 1.4.2010, 12:30
Сообщение #14


Новичок
*

Группа: Haunters
Сообщений: 20
Регистрация: 31.3.2010
Из: Украина, Малин
Пользователь №: 4 976



Может быть я плохо поставил задачу, в упрощенном варианте это будет что то типа такого, есть поток частиц (нейтрон, протон, електрон, гамма и альфа) (задана энергия, плотность потока отдельных видов частиц) перед этим потоком в вакууме (т.е. нет взаимодействия с воздухом) поставили например биметаллическую пластину (состоящую например из 3 см. Fe56 и 3 см. Zr52) вопрос, определить плотность потока (нейтронов, протонов, альфа и бета частиц, гамма излучения) изменение энергии.

Для заряженных частиц взаимодействие с веществом (говорю по памяти и я ни разу не физик)) ) я понимаю так упругое, неупругое рассеивание, поглощение (или по правильному захват??) , переизлучение, ну понятно что еще деление может быть. Для каждого из видов взаимодействия с веществом есть своя энергия (сответсвенно можно построить график как будет зависеть то же самое сечение деления от энергии нейтрона) то же поглощение нейтрона бором можно проследить экспериментально, но если например нужно узнать как изменится плотность потока при проходе через некоторое количество этого бора, не будем же снова проводить эксперимент, поэтому и существуют эти сечения (я так понимаю экспериментально найденные), во всяком случае это мое ИМХО.

Правильно ли я понимаю что это самое торможение происходит за счет неупругого рассеивания??
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alex_bykov
сообщение 1.4.2010, 13:09
Сообщение #15


Эксперт
******

Группа: Уровень доступа - 2
Сообщений: 3 882
Регистрация: 9.6.2007
Из: Обнинск-Москва
Пользователь №: 89



QUOTE(Neacris @ 1.4.2010, 13:30) *
Правильно ли я понимаю что это самое торможение происходит за счет неупругого рассеивания??

Нет, неправильно. С заряженными частицами происходит то, чего не может происходить с незаряженным нейтроном, а именно - кулоновское взаимодействие. При пролете черех вещество заряженная частица кулоновски взаимодействует с ядрами, электронными оболочками, эл.газом (в металлах). Движение при этом очень близко к прямолинейному, а потери энергии - катастрофические. Например, для альфа-частицы с энергией в сотни кэв глубина, на которой ее остановит электромагнитное взаимодействие - менее микрона, для более тяжелых ядер и того меньше - ангстремы.
Именно поэтому в ядерной реакции практически все осколки деления остаются в исходной топливной матрице и энергия выделяется практически там же, где и происходит деление. rolleyes.gif


--------------------
С уважением

Александр Быков
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Neacris
сообщение 1.4.2010, 13:23
Сообщение #16


Новичок
*

Группа: Haunters
Сообщений: 20
Регистрация: 31.3.2010
Из: Украина, Малин
Пользователь №: 4 976



Значит ли это что за пределами ТВС можно принимать во внимание только поток нейтронов и гамма квантов?? Или заряженные частицы не покидают даже стенки ТВЕЛов??
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alex_bykov
сообщение 1.4.2010, 13:56
Сообщение #17


Эксперт
******

Группа: Уровень доступа - 2
Сообщений: 3 882
Регистрация: 9.6.2007
Из: Обнинск-Москва
Пользователь №: 89



QUOTE(Neacris @ 1.4.2010, 14:23) *
Значит ли это что за пределами ТВС можно принимать во внимание только поток нейтронов и гамма квантов?? Или заряженные частицы не покидают даже стенки ТВЕЛов??

Да, именно так.
QUOTE
за пределами ТВС можно принимать во внимание только поток нейтронов и гамма квантов

QUOTE
заряженные частицы не покидают даже стенки ТВЕЛов


--------------------
С уважением

Александр Быков
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Neacris
сообщение 1.4.2010, 14:16
Сообщение #18


Новичок
*

Группа: Haunters
Сообщений: 20
Регистрация: 31.3.2010
Из: Украина, Малин
Пользователь №: 4 976



Так нейтрон это же не заряженная частица, на него кулоновские силы не действуют, насколько я понимаю, что же до гамма излучения то почему оно не может проникнуть через стенки твелов, почему делают многотонную защиту для реакторов, если излучение не может проникнуть через стенки твелов, которые измеряются миллиметрами, корпус реактора (ВВЕР) уже в сантиметрах, и то там бетон всякий, что то я запутался во всем этом, читал же что гамма излучение очень легко проходит через материал, и наиболее хорошо его задерживает свинец, но и то его нужно десятки сантиметров.

ЗЫ myatom случайно не намек в мою сторону??))

Сообщение отредактировал Neacris - 1.4.2010, 14:23
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Neacris
сообщение 1.4.2010, 15:27
Сообщение #19


Новичок
*

Группа: Haunters
Сообщений: 20
Регистрация: 31.3.2010
Из: Украина, Малин
Пользователь №: 4 976



И еще, может быть кто-то знающий посоветует книги на тематику теории реакторов, с чего вообще лучше начинать, вот тот же вопрос взаимодействия элементарных частиц с веществом, а то есть пару книг, но какую читать в первую очередь, а какую в последнюю непонятно.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Neacris
сообщение 1.4.2010, 16:01
Сообщение #20


Новичок
*

Группа: Haunters
Сообщений: 20
Регистрация: 31.3.2010
Из: Украина, Малин
Пользователь №: 4 976



Спасибо за ссылку, отличная там библиотека, будем читать и моделировать, надеюсь, а то что то уж больно быстро моя модель упрощается).
Go to the top of the page
 
+Quote Post

2 страниц V   1 2 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 



Текстовая версия Сейчас: 28.3.2024, 17:40