, E ВЈ 1еВ. (3.4)
Цей процес називається термалізації нейтронів. Практично теплове рівновагу повністю встановитися не встигає, оскільки теплові нейтрони сильно поглинаються і в середовищі весь час існує помітна кількість замедляющихся нейтронів, породжуваних джерелом. Наближено можна вважати, що при рівновазі між народженням і поглинанням нейтронів в середовищі їх енергетичний спектр описується максвелловським розподілом (3.4) тільки в області теплових енергій, а вище має форму (3.3), відповідну підвищеної концентрації нейтронів високих енергій. p> У процесі уповільнення нейтрон рухається по складній траєкторії, переміщаючись від одного ядра сповільнювача до іншого. Середній шлях, прохідний нейтроном між двома послідовними зіткненнями, називається середньою довжиною вільного пробігу? S. Очевидно, що
? s = 1/n? s, (3.5)
де n - концентрація ядер в середовищі;? s - ефективний перетин розсіювання.
З формули (3.5) випливає, що величина? s різна для різних середовищ і є функцією енергії нейтронів для даного середовища. Величина? S (як і?) Є однією з найважливіших характеристик сповільнювача, тому що чим менше? S, тим швидше відбувається уповільнення. Коефіцієнт? /? S, називається замедляющей здатністю сповільнювача. p> При кожному акті розсіювання нейтрон відхиляється від первинного напряму, так що його шлях в сповільнювачі - зигзагоподібний. Весь шлях, пройдений нейтроном за час уповільнення від первісної енергії Т0 до заданої енергії Т:
, (3.6)
де - середнє число зіткнень, необхідних для уповільнення нейтронів від енергії Т0 до енергії Т; - середня довжина вільного пробігу при енергії, відповідної i-му акту розсіяння.
Якщо знехтувати залежністю? s від енергії, то грубо орієнтовний значення?:
? =, (3.7)
де-довжина вільного пробігу, усереднена з енергетичного інтервалу, в якому розглядається уповільнення. При уповільненні нейтронів з енергією Тn> 50 кеВ у водні? S можна вважати пропорційною v, для нейтронів з енергією 1 еВ <Тn <50 кеВ? S? Const. Для інших легких сповільнювачів? S? Const. p> Для вирішення деяких завдань (наприклад, для розрахунку захисту) дуже важливо знати, на яку відстань r зміщуються нейтрони в процесі уповільнення від первісної точки. Можна показати, що середній квадрат переміщення приблизно дорівнює:
, (3.8)
де А - масове число сповільнювача.
Чисельник формули (3.8) збігається з відомим виразом для середнього квадрата броунівського переміщення частинок. Що стосується знаменника, то в ньому враховується анізотропія розсіяння нейтронів. p> Показано, що пружне розсіяння нейтрона на важкому ядрі може відбуватися під будь-яким кутом?, в той час як кут розсіяння нейтрона на протоні вбирається 90 Вє. У зв'язку з цим траєкторії руху нейтронів у водневому сповільнювачі більше витягнуті вперед, ніж у важкому. Кількісно ця відмінність може бути охарактеризован...
