Umgang mit offenen radioaktiven Stoffen - Universität Regensburg

Moderatoren
Mittlere freie
Weglänge für
Neutronen der
Energien 0,025 eV
Unelastische
Streuung
Teil 8: Tätigkeit in fremden Anlagen
Bei der elastischen Streuung bleibt die Gesamtenergie und
der Gesamtimpuls der Stoßpartner erhalten. Der Atomkern
wird nicht angeregt. Neutronen bis zu Energien von ca.
0,15 MeV zeigen nach der elastischen Streuung eine
isotrope Winkelverteilung. Für Neutronen größerer
Energie ist die Streuung nicht isotrop.
Der Bruchteil der Energie, die das Neutron auf den
Atomkern überträgt ist maximal
=
4Ar
(Ar + 1)²
Ar ist die relative Atommasse.
Der Energieverlust des Neutrons ist umso größer je
kleiner die relative Atommasse des gestoßenen Atomkerns
ist. Für
1 1H (Ar = 1) wird = 1.
238 U (Ar = 238) wird = 0,016.
Dieser Vorgang der Energieabgabe eines Neutrons an
Atomkerne in elastischen Stößen heißt Moderation. Zur
Moderation werden Stoffe mit kleiner relativer
Atommasse und kleinen Wirkungsquerschnitten für
Kernreaktionen verwendet (Moderatoren).
Beispiele: H2O, D2O, Graphit, Beryllium.
Die Wegstrecke, die ein thermisches Neutron in einem
Moderator zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stößen
im Mittel zurücklegt heißt mittlere freie Weglänge.
Moderator H2O D2O Graphit Beryllium
Mittlere freie 0,29 2,23 2,60 1,16
Weglänge in cm
Wenn die Energie eines Neutrons ausreichend groß ist,
wird nach seinem Eindringen in einem Atomkern wieder
ein Neutron emittiert und ein angeregter Kern bleibt
zurück. Dies nennt man unelastische Streuung eines
Neutrons. Bei dieser Art der Streuung ist die Summe der
kinetischen Energien der beiden Stoßpartner vor und nach
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