Шестая физика нейтронов § 31. Открытие нейтрона и его свойства

2 ¹ 2 ¹ 2 ^{р р}
m_xv = m_xv_t + titpVpy
где Ш\ — масса нейтрона; v — скорость нейтрона до столкновения; V\ — скорость нейтрона после столкновения; m_p, v_p — масса и ско­рость протона.
Здесь в двух уравнениях содержатся три неизвестные величи­ны: т_и v и V\ (скорость протона v₂ определяется по его пробегу). Поэтому необходим дополнительный опыт. Чтобы получить третье уравнение, с теми же нейтронами повторяют опыт на азоте (мас­са ядра азота Mn) и определяют максимальную энергию отдачи ядра азота, с которым столкнулся нейтрон £n. Она равна 1,2 Мэе. Энергия отдачи протона равна 4,3 Мэе. Следовательно, можно определить скорости протонов и ядер азота v_p и un. Решая уравне­ния совместно для скоростей ядер отдачи, получим
Цр _ M_N + m₁ ^VN Wp + ^l
Таким образом была определена масса нейтрона, которая ока­залась примерно равной массе протона, m_n^m_p. Позже были опре­делены и другие характеристики нейтрона: спин 5_П = 72^; магнит­ный момент р_п=—1,91 (и₀; положительная четность Р_п= + 1; точное значение массы m_n= 1,0089 Мэе; т_пс² = 939,5 Мэе.
Как уже говорилось, изучение структуры нейтрона в последние годы привело к выводу, что он обладает в среднем взаимно ком­пенсированным, распределенным в пространстве электрическим зарядом (положительным в центральной части и отрицательным на периферии), движение которого определяет магнитный момент нейтрона.


191

§ 32. ИСТОЧНИКИ НЕЙТРОНОВ

Радиево-бериллиевые источники. Как уже было сказано, впер-
вые нейтроны были получены из реакции а-частиц радия с ядрами
бериллия. Впоследствии было выяснено, что а-частицы, излучаемые
радием, вступают в реакцию
Не* + В$-> Сб² + По + 5,5 Мэе.
Энергетический спектр получаемых таким образом .нейтронов изо-
бражен на рис. 76.
Источник нейтронов устроен следующим образом. В гермети-
чески запаянной ампуле находится смесь Rail⁶ и Ве4 (иногда Ро
с Ве4). В результате распада как Rail⁶, так и продуктов его рас-
пада, находящихся с ним в равновесии, образуются а-частицы
разных энергий: £«==4,8ч-7,7 Мэе. Пробег их мал и выйти из ам-
пулы а-частицы не могут. Вступая в реакцию с бериллием, они
создают поток нейтронов, свободно проникающих через стенки
ампулы. Разброс в энергии нейтронов обусловлен тем, что с ядра-
ми взаимодействуют а-частицы разных энергий, испускаемые не
только Ra, но и продуктами его распада — Rn, RaA и др., а также
тем, что в результате реакции ядро Сб² образуется и в основном,
и в возбужденном состоянии.
Источник отличается простотой изготовления, дешевизной и
большим выходом нейтронов (по-
рядка 10⁷ нейтронов на 1 г радия
в 1 сек). Недостатком таких источ-
ников является широкий энергети-
ческий спектр нейтронов, а также
одновременное испускание у-лучей,
что часто мешает проведению экс-
перимента.