50.Нейтрондардың затпен әсерлесуі. Нейтрондардың баяулатылуы. Жылулық және резонанстық нейтрондар.

Нейтрондардың қатысуымен өтетін реакциялардың ең маңызды сипаттамаларының бірі олардың толық қимасы мен оның энергияға тәуелділігі. Бұрын аталғанғандай толық қима _t серпімді шашыратылу қимасы _шаш мен серпімсіз соқтығысулардың толық _реак қосындысына тең: _t=_шаш+_реак. Серпімді шашыратылу қимасының өзі екі мүшеден тұрады. Қарастырылған механизмдерден серпімді соқтығысу әрқашан құрама ядро арқылы өтпейді. Сондықтан оның қимасын құрама ядро арқылы шашыратылу қимасы мен құрама ядро арқылы өтпейтін ядроның потенциалық өрісіндегі шашыратылудың ₂ қосындысы түрінде алады: _шаш= ₁+₂. ₁+_реак қосындысы нейтронның жұтылу қимасын _ж береді.

Жылдам (энергиясы бірнеше МэВ) нейтрондармен өтетін реакциялар үшін жұту қимасы _ж ядроның геометриялық _геом қимасына тең: _ж  _геом  . Ал нейтронның ядромен әсерлесуінің толық қимасы жұтылу қимасы мен аралық ядро түземей серпімді шашыратылу ₂ қимасының қосындысына тең:  = ₂+_ж=2.Төмен энергиялы нейтрондардың де Бройль толқын ұзындықтарыядроның радиусынан үлкен болады. Сондықтан әсерлесу қималарыдейін жетіп, ядроның геометриялық қимасынан әлдеқайда артық болуы мүмкін. Энергиялары төмен (толқын ұзындығы) зарядталған бөлшектер, кулон тосқауылынан өтіп, ядроға тие алмайды. Сондықтан, олардың әсерінен аралық ядро арқылы өтетін реакциялардың_ж қимасы оның геометриялық қимасынан әлдеқайда кіші болады. Теориядан, нейтрондарды жұтудың қимасының ең үлкен мәні-қа тең, немесе ол энергия Е кемігенде 1/Е заңдылығымен арту керек. Бірақ, тәжірибелерден ондаған және жүздеген килоэлектронвольттық энергиялы нейтрондар үшін бұл 1/Е заңдылығы орындалмайтыны көрінеді. Ал бірнеше килоэлектронвольт энергиялар үшін қима-қа тек жіңішке резонанстық өңірлерде ғана жақын болады. Демек, кезкелген ядроға тиген нейтрон оған “жабысып”, құрама ядро түземейді. Ондай жабысудың ықтималдылығының нейтронның энергиясына тәуелділігіне резонанстық сипат тән. Мұндай тәуелділік үшін ядроның нейтронды жұтуының, яғни құрама ядро түзілуінің қимасы, бұрын аталғандай(5.75) Брейт-Вигнер формуласымен анықталады.-кинетикалық энергиясы Т нейтронды жұтқан аралық ядроның қозу энергиясы,_n- нейтронның ядроға байланыс энергиясы, Е₀-аралық ядроның қозған күйінің энергиясы, Г-аралық ядроның қозған күйінің толық ені. Е = Е₀ кездегі қиманың ең үлкен мәні (5.76). мұндағы Г_шаш нейтронды шашыратуға сәйкес келетін үлестік ен. Килоэлектронвольтқа және одан кіші энергиялар кезінде , осыдан резонанстық максимум үшін де. Брейт-Вигнер формуласынан қиманың күрт өсулері, аралық ядроның ыдырауынан емес, нейтронның ядроға жабысуының ықтималдылығының артуынан туатыны көрінеді. Е₀-ден көп төмен Е << Е₀ энергиялар үшін (Е₀ >>Г) қима энергия төмендегенде бірқалыпты “заңымен” өседі. Бірақ, бұрынғышақалпында қалады. Сондықтан, қиманың энергияға резонанстық тәуелділігі жойылып, жұтылу қимасыэнергия өскенде баяу төмендеп, геометриялыққимасына жақындайды. Құрама ядроның ыдырауының әртүрлі мүмкін жолдарына сәйкес келетін, жеке реакциялардың қималары, бұл кездемәніне ұмтылып, максимум арқылы өтіп, энергия өскенде қайта төмендеуі мүмкін. Ол ыдыраудың жаңа түрлерінің қосылуынан толық енніңөсуінен болады. Нейтрондардың әсерінен өтетін реакциялардың тәжірибелік мәні зор. Кейбір ауыр ядроларбаяу нейтрондардың әсерінен бөлінеді. Мұндай бөліну ядролық реакторлар жұмысының негізін құрады. Ең көп таралған ядролық реакциярадиациялық қарпу. Оны ядролық реакторлардың жұмысын басқаруда және оларда жаңа изотоптар өндіру үшін қолданады. Жылулық (Т=0.025эВ) нейтрондарды жұтқан көптеген ядроларда радиациялық нұрлану ыдыраудың басқа түрлерінен көп басым (_n  _ж) болады. Сондықтан мұндай реакциялардың шығымы бірге жақын.

Энергия өскен кезде алдымен нейтронды серпімсіз шашырату қимасы өседі, ал бірнеше мегаэлектронвольт энергия кезінде зарядталған бөлшектер ұшып шығатын,реакцияларының қимасы артады. Мұндай реакциялар да радиациялық қарпу сияқты,-активті ядролар береді. және тағы кейбір ядролардың жоғарыда аталғанядролардан айырмашылығы олар баяу нейтрондармен әсерлесу кезінде бөлінбейді. Олар энергиясы бірнеше мегаэлектронвольт нейтрондардың әсерінен ғана бөлінеді.