反応率と中性子束 千葉 豪 中性子束 中性子密度݊[/cm3] ݀[ ݔcm] 面積:[ ܣcm2] 断面積ߪ[cm2] 原子核密度ܰ[/cm3] 中性子速度[ݒcm/s] 単位時間あたり、右の円筒空間の単位面積を通過する中性子数: ݊[ ݒ/s/cm2] これを中性子束(Neutron flux)と言い、߶ ൌ ݊ݒと定義される。 反応率 毎秒あたり媒質に到達する中性子数:Anv [/s] 媒質で原子核と衝突する確率:σNdx 毎秒あたりの中性子と原子核との衝突数:Anv×σNdx [/s] 媒質の体積はAdxなので、単位体積あたりに直すと、nv×σN [/s/cm3] 中性子束 と巨視的断面積 を用いることで、 単位時間・単位体積あたりの反応量は [/s/cm3]と記 述される。これを「反応率」と言う。 中性子束をどうやって測る? うさぎは何匹いますか? うさぎは何匹いますか? … 17匹 うさぎは何匹いますか? もしうさぎが「透明」だったら? うさぎは何匹いますか? 「えさ」を撒いておいて、どれくらい減ったかを見 ればよい。→うさぎ一匹が食べる「えさ」の量が 分かっていれば、うさぎが何匹いるか分かる。 中性子束をどうやって測る? 中性子と何かの物質を反応させて、その反応量の大きさ から推定する→「反応率」を測定し、そこから中性子束を 求める。 微視的断面積のエネルギー依存性 核分裂反応に対する微視的断面積(核分裂断面積) 微視的断面積は入射中性子のエネルギーに依存します。 微視的断面積のエネルギー依存性 微視的 断面積 入射中性子エネルギー こんな微視的断面積をもつ物質があれば、その反応率を 測定することにより、特定のエネルギーの中性子束を測 ることができます(が、こんなものはありません)。 He-3の(n,p)反応に対する微視的断面積 主に低いエネルギーの中性子束についての情報を得ることができる。 In-115の(n,g)、(n,n’)反応に対する微視的断面積 (n,g)反応では1eV付近、(n,n’)反応では高いエネルギーの中性子 束についての情報を得ることができる。 Au-197の(n,g)反応に対する微視的断面積 インジウムとは微妙に異なったエネルギーの中性子束についての 情報を得ることができる。 反応率の測り方の一例:放射化法 In-115 (n,g) In-116m 36% 安定核 半減期54.29分で β崩壊 In-116mの放射能を測定 してIn-116mの生成量が 分かれば、In-115(n,g)反 応率が分かる。 Cd-113の(n,g)反応に対する微視的断面積 カドミウム-113の反応率は放射化法では測定できない: (n,g)反応により生成されるカドミウム-114が安定核種のため 中性子束をどうやって測る? カドミウム 中性子をカドミウムを通過させてから反応率を測ると、ど のような情報を得ることが出来る?
© Copyright 2024 ExpyDoc