Difúze neutronů
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 22. června 2013; kontroly vyžadují 5 úprav .Difúze neutronů je chaotický pohyb neutronů v hmotě, poměr koncentrací. Podobá se difúzi v plynech a řídí se stejnými zákony, z nichž hlavní je, že se difundující látka šíří z oblastí s vyšší koncentrací do oblastí s koncentrací nižší. V přítomnosti dvou médií se neutrony, které spadly z jednoho média do druhého, mohou vrátit do prvního média v procesu difúze. Pravděpodobnost takové události charakterizuje schopnost druhého prostředí odrážet neutrony .
Volné neutrony, které se objevují při jaderných přeměnách, před následnou absorpcí, se opakovaně srážejí s atomovými jádry a při každé srážce jsou rozptylovány pod libovolným úhlem , což vede k chaotickému putování prostředím, tedy k difúzi. Protože průřezy jader jsou malé a v důsledku toho jsou délky cest mezi srážkami velké, pak se v procesu difúze neutrony pohybují ve hmotě na relativně velké vzdálenosti.
Proces rozptylu neutronů jádry je statistické povahy, proto i teorie popisující pohyb neutronů v prostředí má statistickou ( pravděpodobnostní ) povahu, uvažuje s určitým průměrným neutronem.
V teorii difúze se pro vysvětlení základů často uvažuje o nejjednodušším případu - o difúzi monoenergetických neutronů, to znamená, že se předpokládá, že neutrony při srážkách s jádry nemění svou energii, což platí přibližně pouze pro tepelný oblasti, ve které se energie neutronů v průměru nemění a pouze v jednotlivých srážkách se může buď zvyšovat nebo snižovat a pravděpodobnost jejích možných hodnot je dána Maxwellovým rozdělením . V souvislosti se zpomalováním neutronů se obvykle uvažuje o difúzi zpomalujících neutronů, tedy rozptylu s klesající energií [1] [2] .
Charakteristiky trajektorie
Uvažujeme-li průměrný neutron pohybující se v prostředí rychlostí , zrozený v bodě 1 a absorbovaný v bodě 2, pak mezi srážkami s jádry prochází neutron úseky dráhy , jejichž délky jsou různé. Je snadné pochopit, že typická trajektorie je popsána třemi parametry, které jsou průměrné pro velký počet neutronů (soubor): celková délka trajektorie, délka úseku mezi dvěma po sobě jdoucími rozptylovými srážkami a některá úhlová charakteristika rozptylová událost, která odráží relativní polohu segmentů.
Celková délka
Celková délka trajektorie se nazývá střední volná dráha před absorpcí a je rovna:
Trojúhelníkové závorky znamenají průměrování souboru. Sčítání se provádí přes všechny segmenty.
Ve vysoce absorbujícím médiu se většina trajektorií skládá z jednoho segmentu, protože neutrony jsou častěji absorbovány dříve, než zaznamenají alespoň jeden rozptyl.
Průměrná délka segmentu
Průměrná délka úseku trajektorie mezi dvěma po sobě jdoucími rozptyly se nazývá střední volná cesta před rozptylem a je rovna:
Sčítání se provádí přes všechny segmenty kromě posledního. Souborové průměrování obsahuje pouze trajektorie s počtem vazeb větším než jedna. Ve vysoce absorbujícím médiu se hlavní část trajektorií zahrnutých v součtu skládá ze dvou článků.