1. ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЗОНАНСНОГО РАССЕЯНИЯ НЕЙТРОНОВ ЯДРАМИ В ОБРАТНОЙ ГЕОМЕТРИИ. 2. ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИНЫ n-n-РАССЕЯНИЯ. 3. ИЗМЕРЕНИЕ ГРАВИТАЦИОННОЙ МАССЫ НЕЙТРОНА

Схемы экспериментов

РЕЗОНАНСНОЕ РАССЕЯНИЕ НЕЙТРОНОВ В ОБРАТНОЙ ГЕОМЕТРИИ 1. При измерениях упругого рассеяния нейтронов ядрами в прямой геометрии необходимо поместить в нейтронный пучек на пролетном расстоянии L исследуемый тонкий образец площадью S. Вне пучка с геометрической и регистрационной эффективностями Ώ и ε помещается детектор резонансных нейтронов. Нейтронный поток источника I(E). Тогда скорость счета полезных событий: N nn = I n SΩέ n /L 2 2π, έ n <<έγ, Ω=0.1 (стандартное значение) Главным требованием является то, чтобы эффективность регистрации нейтронов была в раз выше эффективности регистрации гамма-квантов радиационного захвата (сечение радиационного захвата значительно больше сечения рассеивания и число гамма-квантов на захваченный нейтрон больше 1). 2. При измерениях в обратной геометрии образец помещается вблизи максимальной плотности нейтронного потока (по расчетам поток в 500 раз выше ) и рассеянные нейтроны анализируются по времени пролета в геометрии измерения пропускания нейтронов образцом. В этом случае все гамма-кванты радиационного захвата (а в случае исследования делящихся ядер и гамма-кванты и быстрые нейтроны деления) испускаются за время сброса протонного пучка на мишень и не являются фоном для измерения эффекта. N 1 nn = 500I n Sέ 1 n /2πL 2, έ 1 n >έ n Эффективность регистрации нейтронов в прямом пучке может быть выше и нет высоких требований по чувствительности к регистрации гамма-квантов. В результате чувствительность метода обратной геометрии существенно возрастает: (N 1 nn /N nn ) = 500έ 1 n /Ωέ n >510 3

ИЗМЕРЕНИЕ N-N РАССЕЯНИЯ Импульсная плотность нейтронов в мишени I ip = 1.5*10 17 n/I ip Выход нейтронов с поверхности замедлителя, углубленного в вольфрамовую мишень, Nm = 4.1*10 15 n/I ip Выход тепловых нейтронов для толщины замедлителя 6 см I thi = 1.7*10 15 n/I piS, Плотность нейтронного потока на пролетном расстоянии L=10м N pith = 1.7*10 9 n/cm 2 I ipth а эффект n-n-рассеяния = (N pith )2*36*10 –24 /4*2.2*10 5 = / cm 3 *I pith и для объема n-n взаимодействия V = 3300 cm 3, эффект составит 3*10 -3 /I pith и по оценкам можно ожидать 1-5 событий в час. При регистрации совпадений от двух нейтронов можно ожидать от 0.05 до 0.25 регистраций полезных событий в час. Фон остаточного газа (давление ) в 5-8 раз меньше и при разрешающем времени схемы совпадений 100 мкс (определяется временем движения тепловых нейтронов к детекторам) сводится до уровня случайных совпадений, которые по оценкам составят не более от величины эффекта.

ИЗМЕРЕНИЕ ГРАВИТАЦИОННОЙ МАССЫ НЕЙТРОНА На пролетном расстоянии L в вертикальном канале для нейтронов с энергией ниже тепловой в гравитационном поле Земли время пролета связано с энергией (скоростью) соотношением L = V*t –gt 2 /2, А для горизонтального канала это соотношение L = V*t Для нейтронов одинаковой энергии с ростом t (или уменьшением энергии) разница во времени пролета расстояния L увеличивается. Так для тепловой энергии она составляет около 120 нс при L=10 м. По оценкам будет возможно, по-видимому, измерить для более низких энергий это смещение с точностью лучше 0.1%.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОСТАНОВКИ ПРЕДЛОЖЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ ПРОРАБАТЫВАЮТСЯ