Взаимодействие нейтронов с веществом

Основными процессами, ослабляющими пучок нейтронов, являются процессы поглощения и рассеяния n при столкновениях с ядрами атомов. Роль этих процесов зависит от энергии налетающих нейтронов E_n и свойств поглощающей среды. Для медленных и тепловых n основным процессом ослабления является захват нейтрона ядром атома. Сечение этих процессов для некоторых ядер очень большое. Например, для некоторых ядер физическое поперечное сечение ядер изменяется от 0,05 до 1,2 барна, а сечение захвата в 1000 раз превосходит эти величины. Это указывает на то, что медленный нейтрон «притягивается» к ядру с расстояния в 1000 раз большего, чем радиус ядра.

В случае быстрых n сечение захвата очень малы: происходит процесс рассеяния на ядрах. При взаимодействии n с тяжелыми ядрами возможен также процесс расщепления адра (деления). Таким образом, ослабление нейтронного потока происходит за счет всех этих процессов, т.е.

σ_полн= σ_рас+ σ_захв+ σ_дел

при этом σ_захв+σ_рас=σ_{поглощ.}

За счет этих процессов интенсивность потока n после прохождения поглощающей среды толшиной х будет I=I₀L^-∑x, ∑=σ_полнN – микроскопическое сечение взаимодействия (N – число ядер в 1см³) или линейный коэффициент ослабления нейтронов. Величина - толщина экрана, ослабляющая пучок нейтронов в L = 2.78 раз, называют ее длиной свободного пробега n данной энергии в данном веществе.