Волновое уравнение Шрёдингера Получим уравнение для волны, сопоставляемой электрону. В современных экспериментах широко используются вторичные пучки частиц, которые рождаются после взаимодействия первичного ускоренного пучка частиц с мишенью. Применяя электромагнитные сепараторы и коллиматоры, из огромного числа частиц, образующихся на мишени, можно выделить частицы определённого типа и определенного импульса.

Курс лекций по ядерной физике, физика атомного ядра и частиц

Электронное антинейтрино обнаружено

    Гипотеза нейтрино была выдвинута В. Паули в 1930 г., чтобы спасти законы сохранения энергии, импульса и момента количества движения в бета-распаде. Проблема заключалась в том, что, несмотря на вполне определенные энергии начального и конечного состояний ядер, электроны бета-распада имели непрерывный спектр. Для объяснения этого Паули предположил, что наряду с электроном образуется еще одна частица - нейтрино, которая уносит часть энергии бета-распада. Паули предсказал свойства нейтрино. Нейтрино является электрически нейтральной частицей со спином s = 1/2, с очень маленькой массой и большой проникающей способностью, т.е. малой величиной сечения взаимодействия с веществом.
    Сечение взаимодействия нейтрино (антинейтрино) с энергией несколько МэВ с веществом ~ 10-43 см2, поэтому для их регистации необходимы большие их потоки, большие объемы вещества, в котором происходят взаимодействия и большое время измерения. Тепловой реактор с внутренней безопасностью Наилучший ядерный цикл осуществляется в реакторах на быстрых нейтронах. Обращение к тепловым реакторам оправдано их хорошей освоенностью. Из всех известных тепловых реакторов лучшим нейтронным балансом обладает тяжеловодный (D2O) реактор типа канадского «Саndu», использующий в качестве топлива природный (необогащенный) уран
    Доказать существование электронного антинейтрино удалось в 1956 г. Райнесу и Коуэну. Они использовали реакцию

aneutrino.gif (62 bytes) + parrow.gif (70 bytes)e+ + n.

(1)

 

Установка Райнеса и КоэнаВ качестве источника антинейтрино был использован атомный реактор. Образующиеся в реакторе продукты (осколки) деления как правило бета--активны (см. подробнее oб осколках деления). В результате бета-распада осколков образуется большое количество антинейтрино, которые регистрируются с помощью реакции (1). Протонная мишень представляла из себя два бака по 200 л каждый, заполненые раствором хлористого кадмия в воде (CdCl2+H2O). Возникающие в результате реакции (1) позитроны регистрировались по анигиляционным гамма-квантам, образующимся при взаимодействии позитронов с электронами вещества мишени.

e+ + e-arrow.gif (70 bytes) 2гамма

Образующиеся в результате аннигиляции гамма-кванты вызывали световые вспышки в жидких сцинтилляторах (3 емкости по 1200 л каждая), расположенных по обе стороны от протонных мишеней , которые регистрировали 100 фотоумножителей.   Образующиеся в реакции (1) нейтроны замедлялись в мишени до тепловых энергий и поглощались кадмием, который имеет большое сечение захвата (реакция (n,гамма)) тепловых нейтронов. Среднее время  замедления нейтронов в водородосодержащей среде ~ 10 мкс. Таким образом для идентификации антинейтрино регистрировались анигиляционные гамма-кванты и образующиеся приблизительно через 10 мкс гамма-кванты из реакции радиационного захвата на ядрах кадмия.
    В результате опытов Райнеса и Коуэна было обнаружено, что антинейтрино действительно взаимодействует с протоном с образованием в конечном состоянии нейтрона и позитрона. О сложности выполненного эксперимента можно судить пол следующим цифрам. В результате первой серии эксперимента, длившегося 200 часов, было зарегистрировано 567 событий, вызванных взаимодействием антинейтрино с протоном, при этом фон составлял 209 событий. Для величины сечения реакции захвата антинейтрино протоном было получено значение

sigma(aneutrino.gif (62 bytes) p) = 10-43 см2,

что находилось в хорошем согласии с предварительными теоретическими оценками.

Равновесие электромагнитного излучения и вещества Рассмотрим замкнутый сосуд, нагретый до температуры . Внутри него находится равновесное электромагнитное излучение: излучаемая и поглощаемая атомами вещества стенок сосуда в единицу времени энергии равны В циклотронах нельзя ускорять электроны по той же схеме, как и протоны, так как они быстро достигают релятивистских скоростей. Тем не менее существуют ускорители (микротроны), в которых электроны, также как и протоны в циклотроне, многократно ускоряются импульсами высокочастотного электрического поля в постоянном однородном магнитном поле (принцип действия микротрона предложен в 1944 г. В. Векслером).
Альфа-распад