3.4.4. Упругое рассеяние.

В процессе упругого рассеяния сохраняется кинетическая энергия нейтрона в системе центра инерции, а в лабораторной системе сохраняется суммарная кинетическая энергия нейтрона и ядра.

Упругое рассеяние может осуществляться посредством двух различных механизмов. В первом случае процесс происходит по описанному выше механизму с образованием составного ядра, которое распадается с испусканием нейтрона. Поскольку энергия возбуждения обя­зательно превосходит энергию связи нейтрона, Е*> Е_св, (рис.3.11) распад со­ставного ядра в подавляющем числе случаев сопровождается испус­канием нейтрона, а не фотона. Следовательно, наблюдается рассеяние, в данном случае называемое резонансным. Сечение резонансного рассеяния на изолированном уровне, как следует из формулы Брейта-Вигнера, равно:

(3.49).

Рассеяние без образования составного ядра происходит на ядерном потенциале и называется потенциальным упругим рассеянием. Его сечение не зависит от энергии нейтрона и равно 4πR², где R – радиус ядра (R≈1,23A^1/3 м).

В тепловой области энергий  Г_n << Гγ. Таким образом, в тепловой области Г ≈ Г_γ и процесс упругого резонансного рассеяния обычно маловероятен для тепловых нейтронов по сравнению с радиационным захватом, но с ростом энергии нейтронов его роль повышается, так как из теории преодоления нейтронoм ядерного барьера следует, что Г_n ~ v. Если же кинетическая энергия нейтрона меньше той, которая необходима для образования составного ядра в первом возбужденном состоянии, то образование составного ядра вообще невозможно, и будет наблюдаться только потенциальное рассеяние. Упругое рассеяние является основным процессом замедления нейтронов при распространении их в веществе и имеет место при любых энергиях нейтронов от тепловых до быстрых. Полное микроскопическое сечение упругого рассеяния нейтронов, как сумма поперечных сечений резонансного и потенциального рассеяния определяется формулой:

+ 4πR² +

+ 4πR (3.50)

Первый член в формуле (3.50) описывает резонансное упругое рассеяние нейтронов с образованием составного ядра, второй член - сечение потенциального рассеяния, третий - интерференцию между резонансным и потенциальным рассеянием.

3.4.5. Неупругое рассеяние.

Процесс неупругого рассеяния (n,n^/) нейтронов происходит в том случае, когда кинетическая энергия (в СЦИ) вылетающего из составного ядра нейтрона меньше энергии первичного, а конечное ядро остается в возбужденном состоянии. Процесс неупругого рассеяния нейтрона может быть схематически представлен в следующем виде:

₀¹n +^A_ZX ( ^A+1_ZX)^{* A}_ZX^* + n^{/ A}_ZX + n^/ + γ (3.51)

Для реализации этого процесса нейтрон должен иметь кинетическую энергию, достаточную для образования составного ядра во втором, третьем и т.д. возбужденных состояниях. Это означает, что процесс неупругого рассеяния имеет порог по энергии нейтронов. С увеличением энергии нейтрона сечение неупругого рассеяния возрастает, имея максимумы, соответствующие возбужденным уровням ядра, затем переходит в постоянное значение или немного уменьшается. Неупругое рассеяние при сравнительно небольших энергиях нейтронов (порядка нескольких сотен кэВ) может наблюдаться у тяжелых ядер и зависит от расположения уровней возбужденных состояний конкретного ядра.