ЗАМЕДЛЕ́НИЕ НЕЙТРО́НОВ

ЗАМЕДЛЕ́НИЕ НЕЙТРО́НОВ, уменьшение ки­не­тич. энер­гии ней­тро­нов в ре­зуль­та­те их мно­го­крат­ных столк­но­ве­ний с атом­ны­ми яд­ра­ми за­мед­ляю­щей сре­ды. Впер­вые З. н. на­блю­дал и объ­яс­нил Э. Фер­ми (1934–35). Ис­чер­пы­ваю­щая тео­рия З. н. бы­ла раз­ви­та не­за­ви­си­мо учё­ны­ми СССР и США в сер. 20 в. в пе­ри­од ра­бо­ты над атом­ной про­бле­мой.

Ме­ха­низм З. н. за­ви­сит от ки­не­тич. энер­гии ней­тро­нов $E_к$. Дос­та­точ­но бы­ст­рые ней­тро­ны ($E_к$=0,1–10 МэВ) рас­хо­ду­ют энер­гию гл. обр. на воз­бу­ж­де­ние ядер и ядер­ные ре­ак­ции, со­про­во­ж­даю­щие­ся вы­ле­том ней­тро­на мень­шей энер­гии. При умень­ше­нии энер­гии ней­тро­нов их со­уда­ре­ния с яд­ра­ми ста­но­вят­ся уп­ру­ги­ми, т. е. воз­бу­ж­де­ние ядер не про­ис­хо­дит, а ме­ха­низм столк­но­ве­ния по­до­бен столк­но­ве­нию биль­ярд­ных ша­ров (толь­ко «шар» яд­ра боль­ше и тя­же­лее «ша­ра» ней­тро­на). По­это­му при од­ном уп­ру­гом со­уда­ре­нии ней­трон те­ря­ет тем боль­шую до­лю сво­ей энер­гии, чем лег­че яд­ро (для во­до­ро­да, мас­са яд­ра ко­то­ро­го при­мер­но рав­на мас­се ней­тро­на, ней­трон те­ря­ет в сред­нем по­ло­ви­ну энер­гии, а ино­гда и всю). Энер­ге­тич. рас­пре­де­ле­ние уп­ру­го за­мед­ляю­щих­ся ней­тро­нов при от­сут­ст­вии за­хва­та ней­тро­нов под­чи­ня­ет­ся за­ко­ну $1/E_к$ (т. н. спектр Фер­ми). За неск. столк­но­ве­ний ней­тро­на с яд­ра­ми (для во­до­ро­да – 16, для бе­рил­лия – 69, для гра­фи­та – 91) его энер­гия умень­ша­ет­ся и ста­но­вит­ся срав­ни­мой с энер­ги­ей те­п­ло­во­го дви­же­ния ядер сре­ды ($E_к$<0,2 эВ). На этом эта­пе за­мед­ле­ния, ко­то­рое на­зы­ва­ет­ся тер­ма­ли­за­ци­ей ней­тро­нов, ней­трон об­ме­ни­ва­ет­ся энер­ги­ей с ато­ма­ми сре­ды, и те­ряя, и при­об­ре­тая энер­гию, по­ка не ус­та­но­вит­ся рав­но­ве­сие ме­ж­ду ней­трон­ным га­зом и за­мед­ляю­щей сре­дой (ес­ли ней­трон не бу­дет рань­ше за­хва­чен яд­ра­ми сре­ды).

Об­ра­зую­щие­ся по­сле З. н. те­п­ло­вые ней­тро­ны иг­ра­ют важ­ную роль в нау­ке и тех­ни­ке, пре­ж­де все­го в ядер­ном ре­ак­то­ро­строе­нии. Те­п­ло­вые ней­тро­ны слу­жат так­же ин­ст­ру­мен­том для изу­че­ния свойств ве­ществ и ма­те­риа­лов ме­то­да­ми ней­трон­ной спек­тро­ско­пии и ди­фрак­ции ней­тро­нов. Ве­ще­ст­ва, ис­поль­зуе­мые для З. н. в ядер­ном ре­ак­то­ре, на­зы­ва­ют за­мед­ли­те­ля­ми ней­тро­нов.