Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 44. 2 december 1950 - Uranreaktorns utnyttjande för vetenskapliga experiment, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
1118
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 2.
Våglängdsfördelning för 40 kV
röntgenstrålar och för neutroner
från en termisk pelare i
en typisk reaktor.
Fig. 3. Försöksanordning
för att visa
neutrondif-fraktion enligt Laues
metod.
kylenergin vid neutronernas infångning, erhålles deras
bindningsenergi till 2,237 ± 0,005 MeV, dvs. H1 + n,= D +
-f 2,237 MeV. Ur bestämningar av väte- och
deuterium-joners massor har man erhållit ekvationen 2 H1 = D +
+ 1,433 MeV, varav följer n —^ = 0,804 MeV.
Neutronens massa kan då beräknas till 1.008992 ± 0,000010 ME
(massenheter), vilket innebär en ökning av tidigare
erhållet värde med 0,051 TME (tusendels massenheter).
Neutroner antas sönderfalla under bildning av protoner
och elektroner enligt formeln n—>-Hx + e~, varvid
elektronens energi är 804 keV. Tillämpas teorin för
/?-sönder-fall, får man en halveringstid för neutronen på 20 min, om
det gamla värdet på dess massa används, och på 14 min
med det nya värdet. Snell vid Oak Ridge och Robson vid
Chalk River har gjort direkta mätningar av
halveringstiden med neutronstrålar från reaktorerna. De fann då
9—18 min.
Kärnreaktioner med långsamma neutroner har kunnat
studeras. Ett intressant exempel är reaktionen B10 + n =
= Li7* + He4, vid vilken en exciterad litiumkärna bildas.
Denna ger den välkända y-strålningen på 478 keV. När
motsvarande linje iakttas i /?-spektrometern, visar den sig
vara diffus i jämförelse med fotoelektronlinjer erhållna
från en tunn guldplåt med andra y-strålar på samma
energi. Detta kan förklaras med en Doppler-effekt, som
uppstår genom litiumkärnornas rörelse vid utsändandet av
7-strålningen. Då denna rörelse blott varar i 3 X 10~13 s,
måste 7-strålningen utsändas på kortare tid. Genom att
blanda olika ämnen med boren kan litiumkärnorna
bromsas på ännu kortare tid och på detta sätt har Elliott och
Bell bestämt livslängden för den exciterade litiumkärnan
till 3 X 10"14 s.
Harwell-reaktorn har använts för att visa
genomförbarheten av reaktionen He3 + n—»■ He4 - -> H1 + H3, dvs. att
tritium kan framställas ur He3. Detta är ett intressant fall
av en reversibel reaktion, ty man har i USA studerat den
inversa reaktionen. Det har visats, att reaktionen mellan
He3 och neutroner går relativt lätt.
Diffraktion av ncutronstrålar
Neutroner är liksom alla andra partiklar förbundna med
vågor, vilkas våglängd är hl nw, där m = 1,60 X 10-24 g;
2,8 X10"’ cm/s vid 500°K; h = 6,620 X ’O-27 gcnr/s.
Härav fås A1,4 X 10~8 cm, varför man för
neutronstrålar kan vänta böjningsfenomen liknande dem, som
iakttagits för röntgenstrålar. Fig. 2 visar
våglängdsfördelning-cn för 40 kV röntgenstrålar och för neutroner vid ca 500°K
från termiska pelaren till en typisk grafitreaktor.
Experimentellt kan neutronstrålars böjning enklast visas
enligt Laues metod, om man har en neutronkälla med
stor intensitet till förfogande. Fig. 3 visar en anordning,
som Shull och Wollan använt vid Oak Ridge-reaktorn.
Neutronstrålar riktas med en kollimator av 75 cm längd
med en slutlig öppning på 6 mm. En kristall placeras i
strålens väg, och det härvid erhållna diffraktionsmönstret
registreras på en röntgenfilm. Då denna är okänslig för
neutroner, sätts en plåt av indium framför den.
Neutronerna infångas av indiumatomerna, vilka härvid övergår
till en radioaktiv isotop, som avger elektroner. Dessa
svärtar röntgenfilmen på de ställen, där neutroner träffat
plåten. Man behöver exponeringstider på 10 h, men hoppas
kunna minska dem till ca 15 min genom användning av
fluorescerande ämnen.
Den teknik, som ger de värdefullaste upplysningarna, är
tillämpning av neutrondiffraktion på pulver enligt Debye
och Scherrers metod. Härvid bestrålas ett kristallpulver
med monokromatiska neutroner erhållna genom
reflektion från en enda kristall. Fig. 4 visar försöksanordningen
och fig. 5 resultatet för kopparpulver i jämförelse med ett
röntgendiagram. I detta fall och många andra får man
icke veta mer om kristallernas struktur genom
användning av neutron- i stället för röntgenstrålar.
I fig. 6 visas emellertid ett exempel på neutronstrålars
förmåga att ge upplysningar, som röntgenstrålar ej kan
ge. Dessa visar nämligen blott natriumatomernas lägen
i natriumhydrids kristallgitter, under det skillnaden mellan
de båda diffraktionsdiagrammen beror på väteatomerna.
En analys av neutrondiagrammet visar, att väteatomerna
intar ungefär samma platser som kloratomerna i
koksaltkristaller. I allmänhet kan väntas, att neutronstrålar i
många fall skall ge en betydande ökning av kännedomen
om metallers struktur. Metodens nackdelar är framför allt
den långa tid, som behövs för diagrammens upptagande,
och att det krävs stora neutronintensiteter, som endast kan
uppnås med reaktorer.
Fig. 4.
Anordning för
neutrondiffraktion
enligt Debye—
Scherrers
pulvermetod.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
