Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Tiết diện phản ứng

2 Tiết diện phản ứng

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án tốt nghiệp



KTHN & VLMT – K54



tiết diện σ (cm2) thì diện tích tổng cợng nSd hạt nhân A là SA = σnSd. Khi đó cường

độ hạt bay ra Nb (hạt/s) sẽ tỉ lệ với diện tích SA này. Do đó ta có:

(2.3)

2



Đơn vị thường dùng đối với σ là barn, 1 barn = cm . [1].



Hình 2.3. Sơ đồ tính tiết diện hiệu dụng của phản ứng



Đới với phản ứng hạt nhân bất kỳ, tiết diện phản ứng có thể được biểu diễn

bởi mối quan hệ sau:

(2.4)

Trong đó:



σi : tiết diện đối với sản phẩm phản ứng cụ thể i.

σcom: tiết diện để hình thành hạt nhân hợp phần.

Pi : xác suất để xảy ra quá trình phân rã i.

ΣPj : tổng xác suất để xảy ra tất cả các kênh phân rã.



Thường rất khó để biểu diễn lý thuyết độ lớn của σcom, tuy nhiên có một sớ

tổng kết định tính như sau: σcom là nhỏ khi năng lượng phản ứng khá nhỏ so với

chiều cao hàng rào thế Coulomb; tuy nhiên nó sẽ tăng rất nhanh khi năng lượng

tăng lên; theo quan điểm cổ điển, σcom sẽ tiệm cận đến giá trị lớn nhất là diện tích

hình học của hạt nhân bia, πR2, ở đó R là tổng bán kính của các hạt nhân tham gia

phản ứng, khi năng lượng phản ứng lớn hơn nhiều chiều cao hàng rào thế Coulomb.

[3].



Đinh Quang Huy



Trang 21



Đồ án tốt nghiệp



KTHN & VLMT – K54



Theo giá trị Q của các phản ứng, chúng ta có thể đánh giá năng lượng

ngưỡng của các phản ứng đó, từ đó làm cơ sở để dự đoán các loại phản ứng hạt

nhân có thể xảy ra trong một trường hợp cụ thể. Theo cách tương tự, chúng ta có thể

tính năng lượng cần thiết để giải phóng một hoặc hai nơtron khỏi hạt nhân. Với các

hạt nhân nhẹ, sự phát ra một nơtron thường diễn ra ở các mức năng lượng giữa 2 và

8 MeV, xác suất phát ra sẽ giảm đi hoặc duy trì không đổi ở các mức năng lượng

cao hơn năng lượng này. Để phát ra nơtron thứ hai, hạt nhân đòi hỏi năng lượng lớn

hơn giữa 6 và 12 MeV, và năng lượng cao hơn là cần thiết để giải phóng nhiều hơn

nơtron. Tất nhiên, các biểu đồ phát xạ này sẽ có sự chồng chập nhau, nhưng bằng

cách lựa chọn dải năng lượng phản ứng một cách thận trọng chúng ta vẫn có thể tối

ưu hóa một loại phản ứng so với các phản ứng còn lại. Đây chính là cơ sở cho việc

sản xuất đồng vị phóng xạ đảm bảo có độ tinh khiết phóng xạ tối ưu.



Đinh Quang Huy



Trang 22



Đồ án tốt nghiệp



KTHN & VLMT – K54



2.3 Độ mất năng lượng

 Sự truyền bức xạ qua vật chất:

Khi đi xuyên qua vật chất, các hạt tương tác với các nguyên tử môi trường,

tức là với các electron và hạt nhân. Nếu bỏ qua lực tương tác hấp dẫn với cường độ

rất bé, các hạt sẽ tham gia vào các tương tác mạnh, tương tác điện từ và tương tác

yếu. Các hạt alpha, deutron, proton và neutron có thể tham gia vào tương tác mạnh;

các hạt tích điện và gamma tham gia tương tác điện từ và tất cả các hạt, ngoài lượng

tử gamma, có thể tham gia vào tương tác yếu.

 Độ mất năng lượng riêng (năng suất hãm):

Ta xét sự tương tác của hạt tích điện có điện tích ze, e = 1.6*10 -19 C, trong

trường hợp hạt alpha thì z = 2, deutron z = 1, proton z = 1, với electron điện tích -e,

khới lượng me. Giả sử hạt tích điện có vận tớc v bay qua electron với tham số ngắm

b thì nó trao cho electron một động năng bằng:

ΔE =

(2.5)

Để xem xét hiệu ứng của tất cả các electron với cùng một tham số ngắm b, ta

vẽ xung quanh quỹ đạo hạt vào mợt lớp hình trụ dài dx với bán kính b, bề dày db.

Thể tích ́u tớ này bằng V = 2π.b.(db).(dx). Gọi n e là mật độ electron trong môi

trường, đơn vị electron/cm3 thì số electron trong lớp hình trụ bằng: V.ne = 2π.n e.b.

(db).(dx). [1]. Khi đó hạt vào sẽ mất một năng lượng để truyền cho các electron

trong yếu tố lớp hình trụ:

dE = ΔE.V.ne =



Đinh Quang Huy



(2.6)



Trang 23



Đờ án tớt nghiệp



KTHN & VLMT – K54



Hình 2.4. Tán xạ của hạt tích điện lên

electron



Hình 2.5. Tán xạ của hạt tích điện lên các

electron trong lớp hình trụ



Đợ mất năng lượng của hạt vào trên một đơn vị đường đi, gọi là độ mất năng

lượng riêng:

(2.7)



Mật độ electron trong mơi trường ne được tính theo cơng thức sau:

(2.8)



Trong đó:



ρ : mật độ (g/cm3).

A : phân tử khối (g/mol).

Z : sớ điện tích phân tử của mơi trường.

NA : số Avogadro (=6.023*1023 phân tử /mol).



Đinh Quang Huy



Trang 24



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Tiết diện phản ứng

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×