Лекция №7 Нейтронное излучение

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Функции, рассматриваемые в данной практической работе, имеют следующие аргументы:

кпер – количество периодов выплат (кредиты, вклады);
если берется кредит на 3 года и выплата производится 1 раз в год, кпер =3,
если выплата производится 1 раз в месяц, то кпер =3*12=36;

ставка – процентная ставка за один период выплаты;
если годовая процентная ставка равна 10%, а период выплаты – месяц, то ставка =10%/12;

пс – начальное значение денежной суммы;
если берется кредит, то пс – размер кредита;
если определяется объем накоплений на нулевом вкладе, то пс - 0;

бс – конечная сумма;
если кредит полностью выплачивается, то бс =0;
если определяется объем будущих накоплений, то бс – объем накоплений;

плт – сумма, выплачиваемая за один период выплаты;

тип – 0, если выплата производится в конце периода,
– 1, если выплата производится в начале периода.

Функция Б3(норма; кпер; выплата; нз; тип) – рассчитывает будущее значение вклада на основе периодических платежей и при постоянной процентной ставке.

Пример: сколько можно накопить за 3 года (с нуля), внося в конце каждого месяца 500 руб. на вклад под 12% годовых?

БЗ(12%/12,3*12;-500;0;0)[1]

Функция П3(норма; кпер; выплата; бс; тип) – рассчитывает сумму кредита, которую можно будет выплатить за число периодов выплат при одинаковых выплатах за период и постоянной процентной ставке. Выплата за один период включает в себя выплачиваемые проценты.

Пример: если выплачивать за автомобиль 220$ в конце каждого месяца в течение 4 лет, то какой кредит можно получить под 9%?

ПЗ(9%/12;4*12;-220;0;0)

Функция ППЛАТ(норма; кпер; нз; бс; тип) – вычисляет размер выплаты за один период.

Пример: если кредит на 10 лет составляет 190000$, а годовая ставка равна 10%, какими должны быть ежемесячные выплаты? Выплаты производятся в начале месяца.

ППЛАТ (10%/12; 10*12; 190000; 0; 1)

Функция КПЕР(норма; выплата; нз; бс; тип) – определяет число периодов выплат, необходимое для выплаты кредита или накопления определенной суммы.

Пример: за какой срок можно накопить 30000 руб., если вносить в начале каждого месяца 1500 руб. на вклад под 12% годовых?

КПЕР(12%/12;-1500;0;30000;1)

В данном примере функция рассчитает количество месяцев, необходимых для накопления необходимой суммы, так как период выплаты – месяц.

[1] Выплачиваемые суммы указываются как отрицательные числа, получаемые – как положительные.

Нейтрон является одной из основных частиц, образующих ядро атома. Впервые нейтрон был обнаружен В.Боте и Г.Беккером в 1930 году при облучении бериллия альфа-частицами. Позднее (в 1932 году) Дж.Чедвик доказал, что обнаруженное излучение состоит не из квантов, а из тяжелых нейтральных частиц, которые он назвал нейтронами. Масса нейтрона составляет 1,0098 а.е.м. или 1,675·10^{-24 г, что в 1838 раз превышает массу электрона. Характерной особенностью нейтрона является отсутствие электрического заряда. Масса нейтрона на 0,00139 а.е.м. больше массы протона. Поэтому энергетически возможно превращение нейтрона в протон и электрон. Среднее время жизни свободного нейтрона (вне ядра) – 12,8 минуты.}

Нейтроны, испускаемые при делении ядер, можно разделить на мгновенные и запаздывающие. Мгновенные нейтроны появляются за время 10^-8 сек непосредственно при распаде ядра. Запаздывающие нейтроны (от 1 до 60 сек) являются результатом бета-распада тех осколков деления, энергия возбуждения которых больше энергии связи нейтрона в ядре.

Нейтронное излучение является корпускулярным косвенно ионизирующим излучением. Нейтронное излучение характеризуется плотностью потока и мощностью эквивалентной дозы.

Источниками нейтронов являются ядерные реакции. Нейтронные источники можно разделить на три группы. В первую группу входят источники, в которых нейтроны генерируются смесями радиоизотопов (изотопные источники). Во вторую группу входят источники, в которых нейтроны создаются частицами, вылетающими из ускорителей. Третью группу составляют ядерные реакторы различных типов. В них нейтроны рождаются за счет реакции деления тяжелых ядер. Создание интенсивных и моноэнергетических источников является непростой задачей, поскольку нейтроны нельзя ни ускорять, ни замедлять, ни фокусировать электромагнитными полями.

Первые источники нейтронов были получены на основе использования ядерной реакции

a + ₄Be⁹ ® ₆С¹² + n + 5,6 МэВ (1)

Источником альфа-частиц, бомбардирующих ядра бериллия-9, является какой-либо альфа-активный изотоп (радий-226, полоний-210, плутоний-239 и др.). Для создания изотопного нейтронного источника в герметичную ампулу помещается смесь бериллия с альфа- активным препаратом. Альфа-частицы не могут покидать источник из-за ничтожно малых пробегов в материале ампулы. Внутри ампулы альфа-частицы вступают в реакцию с ядрами бериллия, рождая нейтроны, которые свободно выходят наружу. Другой разновидностью изотопного источника является гамма-нейтронный источник, в котором бомбардировка ядер-мишеней (бериллия или дейтерия) производится не альфа-частицами, а гамма- квантами. Эти источники создаются на основе изотопов натрия-24, марганца-56, индия-116, лантана-140 и других гамма - излучателей. Альфа - нейтронные и гамма- нейтронные источники широко применяются в прикладных исследованиях, а также для градуировки нейтронных детекторов.

Наиболее интенсивным источником нейтронов является ядерный реактор, испускающий нейтронные потоки в широком диапазоне энергий.

Так как нейтрон не имеет электрического заряда, то при взаимодействии нейтронов с веществом кулоновское поле ядра и орбитальных электронов не оказывает на нейтрон влияния. Как следствие, нейтрон взаимодействует с ядрами атомов вещества лишь в том случае, если проникает непосредственно в ядро или подходит к нему настолько близко, что подвергается действию ядерных сил. С другой стороны, для взаимодействия с ядрами атомов нейтрону достаточно ничтожных энергий, исчисляемых долями электронвольта (для заряженных частиц эта энергия значительно выше, так как в противном случае взаимодействие невозможно из-за кулоновского барьера).

Характер взаимодействия нейтронов с веществом зависит от атомной массы вещества и энергии нейтронов. Энергетический спектр нейтронов очень широк. Поскольку при взаимодействии нейтронов с веществом первостепенное значение имеет их энергия, то в ядерной физике введена специальная классификация нейтронов по энергии:

1. "Холодные" нейтроны, E_n < 5 ×10^-3 эВ.

2. Тепловые нейтроны, E_n = 5 ×10 ^-3 ...5 ×10 ^-1 эВ.

3. Промежуточные нейтроны, E_n= 0,5 эВ...200 кэВ.

4. Быстрые нейтроны, E_n= 0,2...20 МэВ.

5. Сверхбыстрые нейтроны, E_n>20 МэВ.

Примечание: Тепловые нейтроны получили такое название потому, что они находятся в термодинамическом равновесии со средой. Если для этих нейтронов рассчитать значение T (абсолютная температура) в соотношении E_n = k·T (где k – константа Больцмана), то получится величина, близкая к 300 градусам Кельвина, т.е. комнатная температура.

Существуют и более сложные системы классификации нейтронов. Например, в группе нейтронов с низкой энергией кроме "холодных" и тепловых иногда выделяют "ультрахолодные", "надтепловые" и "резонансные".

Процессы взаимодействия нейтронов с веществом можно разделить на два типа: рассеяние нейтронов и ядерные реакции.

Вероятность того или иного вида взаимодействия нейтронов с веществом характеризуется величиной, называемой эффективным сечением взаимодействия. Она имеет размерность площади. Разумеется, что измерение масштабов в микромире квадратными метрами и даже сантиметрами неудобно. Для измерения сечения ядерных реакций введена специальная единица – барн.

1 барн = 10^-24 см² = 10^{- 28} м².

Дата добавления: 2014-01-20