УПРАЖНЕНИЕ 26. АКТИВИРАНЕ НА ИНДИЕВА МИШЕНА С ТОПЛИННИ НЕУТРОНИ

Цел на упражнението е изследване процеса на натрупване на радионуклиди при облъчване на индиева мишена с топлинни неутрони.

Теоретични бележки

При облъчването на някои стабилни изотопи в поток топлинни неутрони в резултат от (n, )-реакция

.

могат да се създадат изкуствено радиоактивни изотопи, ако полученият след поглъщане на неутрон изотоп е нестабилен (М е символът на химичния елемент). Обикновено новополученият изотоп е ^--радиоактивен, тъй като ядрото му съдържа един неутрон в повече от стабилния .

Натрупването на радионуклиди при облъчването на тънка мишена¹, съдържаща N_ст ядра от даден стабилен изотоп, може да се опише по следния начин. Ако мишената се облъчва в продължение на време dt в неутронен поток с плътност j неутрони/m²s, броят на получените радиоактивни атоми ще бъде jN_стdt, където е сечението за поглъщане на топлинен неутрон от стабилния изотоп. Едновременно със създаването на радиоактивните ядра обаче протича и процесът на тяхното разпадане. Ако означим с N броят на радиоактивните ядра в момент t, за време dt ще се разпаднат Ndt от тях. е константа на разпадане, т. е. вероятността за разпадане в секунда. Диференциалното уравнение за N(t) има вида

(.61) ,

където Y (от yield добив) е броят на образуващите се за 1 s радиоактивни атоми, Y = jN_ст. След интегриране на горното уравнение с начални условия t₀ = 0, N₀ = 0 и като се приеме, че Y t_обл << N_ст, където t_обл е продължителността на облъчването, получаваме