核反应截面和核反应案密度

      核反应截面是定量描述中子与原子核发生反应概率的物理量。

      微观截面

      假定有一束平行中子,其强度为I,该中子束垂直打在一个面积为1m2、厚度为0Xm的薄靶上,靶内核密度是 N。靶后放一个中子探测器,见图 1-1。由于中子在穿过靶的过程中会与靶核发生吸收或散射反应,使探测器测到的中子束强度I’减小。记0I-I-r,实验表明:ΔI=σNIAX式中的σ是比例系数,称为“微观截面”。

      微观截面o是中子与单个靶核发生相互作用概率大小的一种度量。它的量纲是面积。通常采用“靶”作为微观截面的单位,1靶=10-24cm²。为了区分各种不同的核反应,要给微观截面σ带上不同的下标。通常用下标s、e、in、 f、r、a、t 分别表示散射、弹性散射、非弹性散射、裂变俘获、非裂变俘获、吸收和总的作用截面。

      宏观截面工积实践上要处理的是中子与大量质校发生反应的问题,所引入一个新的物理量:宏观截面,符号为∑。宏观截面的定义是:∑=Nơ核密度N的常用单位是1/cm。N可用下式计算:N-AN.其中p是物质的密度(g/cm),A是该物质的原子质量数,N是阿佛加德罗常数。

      从宏观截面的定义可知,它是中子与单位体积中所有原子核发生相互作用的概率的一种度量。从定义可知,宏观截面的量纲是长度的倒数。常用1/cm为单位。举例说,某种材料的宏观吸收截面=0.25/m,那么中子在其中穿过lcm,被该材料的原子核吸收的机会就是0.25。



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