نیوٹرون کراس سیکشن
نیوٹرون کراس سیکشن ذراندی تے نیوکلئیر طبیعیات وچ نیوٹرون تے ایٹمی مرکزے (nucleus) دے درمیان تعامل ہونے دے امکانات نوں ظاہر کردا اے۔ کراس سیکشن جتنا وڈا ہو گا کسی تعامل ہونے دا امکان اِنّا ہی زیادہ ہوئے گا۔ اسنوں barns وچ ناپیتا جاندا اے۔
اک بارن 24-10 مربع سنٹی میٹر (cm2) دے برابر ہُندا اے۔ جے تصوراندی طور اُتے کسی بھاری ایٹمی مرکزے نوں درمیان توں کاٹا جائے تو کٹی ہوئی سطح دا حقیقی رقبہ اس مقدار دا لگ بھگ دگنا ہُندا اے یعنی بھاری ایٹمی مرکزے دی جسامت دو بارن ہُندی اے۔ لیکن کسی نیوٹرون دے نال کسی ایٹمی مرکزے دے تعامل ہونے دا کروس سیکشن 0.001 توں لیکر 1000 بارنز تک ہو سکدا اے یعنی تعامل دا کروس سیکشن حقیقی کروس سیکشن توں بہت چھوٹا یا بہت وڈا ہو سکدا اے۔
بارن (barn) اس وڈے توں گھر نوں کہندے نيں جو پنڈ دیہاتاں وچ فصلاں نوں ذخیرہ کرنے دے لئی بنایا جاندا اے۔ مناسب توانائی دے نیوٹرون دے سامنے یورینیئم235 دا مرکزہ اس طرح برتاو کردا اے جداں اوہدی جسامت 687 بارن ہوئے۔ حالانکہ یورینیئم235 دی حقیقی جسامت صرف 1.87 بارنز ہُندی اے۔ یعنی ��یہ مرکزہ آس پاس توں گزرنے والے نیوٹرون نوں وی اپنی طرف کھچ لیندا اے بشرطیکہ انہاں دی توانائی مناسب ہوئے۔ تے اسی لئی انہاں تعاملات دے لئی بارن دا نام رکھیا گیا۔ لیکن جے نیوٹرون دی توانائی مناسب نہ ہو تو ایہی مرکزہ اپنی اصل جسامت توں وی چھوٹے ہونے جداں برتاو کردا اے یعنی آنے والے بیشتر نیوٹرون مرکزے دے اندر توں آرپار گزر جاندے نيں مگر انہاں دا مرکزے توں کوئی تعامل نئيں ہُندا۔
جب نیوٹرون کسی ایٹمی مرکزے توں تعامل کردا اے تو تن صورت حال ممکن نيں۔
- نیوٹرون دی حرکت دی سمت بدل جائے۔ اسنوں اسکیٹرنگ (scattering) کہندے نيں۔ اس دے نتیجے وچ نیوٹرون دی رفتار کم ہو جاندی اے۔
- نیوٹرون مرکزے وچ جذب ہو جائے تے مرکزہ نہ ٹوٹے۔ اسنوں کیپچر (capture) کہندے نيں۔ اس دے نتیجے وچ گاما ریز خارج ہُندی نيں۔
- نیوٹرون مرکزے توں ٹکرا کر اسنوں توڑ دے۔ اسنوں فشن (fission) کہندے نيں۔ اس دے نتیجے وچ نیوٹرون خارج ہُندے نيں۔
تھرمل نیوٹرون دا کراس سیکشن (barn) | تیز رفتار نیوٹرون دا کراس سیکشن (barn) | ||||||
اسکیٹرنگ | کیپچر | فشن | اسکیٹرنگ | کیپچر | فشن | ||
سست کنندہ نیوٹرون (moderator) | ہائیڈروجن1 | 20 | 0.2 | - | 4 | 0.00004 | - |
ڈیوٹیریئم | 4 | 0.0003 | - | 3 | 0.000007 | - | |
کاربن | 5 | 0.002 | - | 2 | 0.00001 | - | |
ری ایکٹر دے تعمیراتی اجزا | زرکونیِئم-90 | 5 | 0.006 | - | 5 | 0.006 | - |
لوہا-56 | 10 | 2 | - | 20 | 0.003 | - | |
کرومیئم-52 | 3 | 0.5 | - | 3 | 0.002 | - | |
نکل-58 | 20 | 3 | - | 3 | 0.008 | - | |
آکسیجن-16 | 4 | 0.0001 | - | 3 | 0.00000003 | - | |
جاذب نیوٹرون | بورون-10 | 2 | 2,000 | - | 2 | 0.4 | - |
کیڈمیئم-113 | 100 | 30,000 | - | 4 | 0.05 | - | |
زینون-135 | 400,000 | 2,000,000 | - | 5 | 0.0008 | - | |
انڈیئم-115 | 2 | 100 | - | 4 | 0.2 | - | |
جوہری ایندھن | یورینیئم-235 | 10 | 60 | 300 | 4 | 0.09 | 1 |
یورینیئم-238 | 9 | 2 | 0.00002 | 5 | 0.07 | 0.3 | |
پلوٹونیئم-239 | 8 | 0.04 | 0.07 | 5 | 0.05 | 2 |
اس جدول توں واضح اے کہ
[سودھو]- تیز رفتار نیوٹرون کسی وی چیز وچ با آسانی جذب نئيں ہُندے۔ بہت کم مقدار وچ ایہ بورون تے انڈیئم وچ جذب ہُندے نيں۔
- تھرمل نیوٹرون (یعنی سست رفتار نیوٹرون) توں توڑنے دے لئی یورینیئم235 سب توں بہتر اے۔ (نیوکلیئر ری ایکٹر وچ یورینیئم235 نوں توڑنے دے لئی 0.025 الیکٹرون وولٹ دی توانائی دا نیوٹرون سب توں زیادہ کارآمد ہُندا اے۔ اس توانائی اُتے نیوٹرون دا ٹمپریچر صرف 20 ڈگری سنٹی گریڈ ہُندا اے یعنی کمرے دے درجہ حرارت دے برابر۔ اسی لئی اسنوں تھرمل کہندے نيں۔)
- یورینیئم238 نوں تیز رفتار نیوٹرون توں توڑنا 15000 گنا زیادہ آسان اے، بہ نسبت سست رفتار نیوٹرون توں توڑنے دے ۔
- زینون تھرمل نیوٹرون دے لئی سب توں بہتر جاذب اے لیکن تیز رفتار نیوٹرون دے لئی نئيں۔ (زینون تھرمل نیوکلیئر ری ایکٹر دے لئی زہر قاتل اے۔)
- آکسیجن تے ڈیوٹیریئم تیز رفتار نیوٹرون جذب نئيں کر سکدے۔
- دھاتاں وچ زرکونیئم سب توں کم نیوٹرون جذب کردا اے اس لئی جوہری بجلی گھر دے ری ایکٹر چینل اسی دھات توں بنائے جاندے نيں۔
- دھاتاں وچ کیڈمیئم سب توں زیادہ تھرمل نیوٹرون جذب کردا اے اس لئی ایٹمی ری ایکٹر دی کنٹرول روڈز (control rods) اس توں بنائی جاندی نيں۔ (نیوٹرون جذب کر دے کیڈمیئم گاما ریز خارج کردا اے۔ جے نیوٹرون دی توانائی 0.4eV (یعنی اوہدی رفتار 8.76 کلو میٹر فی سیکنڈ) توں زیادہ ہو تو کیڈمیئم اسنوں جذب نئيں کر پاندا)۔
![](http://178.128.105.246/cars-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2c/Cadmium_cutoff.png/500px-Cadmium_cutoff.png)
نیوٹرون دی رفتار تے توانائی
[سودھو]دس لکھ الیکٹرون وولٹ (یعنی اک میلین eV) دی حرکی توانائی رکھنے والے نیوٹرون دی رفتار 14,000 کلو میٹر فی سیکنڈ ہُندی اے یعنی روشنی دی رفتار توں 20 گنا کم ہُندی اے۔ ایسا نیوٹرون 15 سنٹی میٹر موٹی دھاندی چادر وچوں آرپار گزرنے وچ لگ بھگ 11 نینو سیکنڈ دا وقت لیندا اے۔ ایسے نیوٹرون یورینیئم235 نوں نئيں توڑ سکدے۔ 40 لکھ الیکٹرون وولٹ توں زیادہ توانائی والے نیوٹرون لیتھیئم7 نوں توڑ سکدے نيں۔
ایسا نیوٹرون جدوں دوسرے ایٹمی مرکزاں توں ٹکراندا اے تو اوہدی توانائی ہر ٹکر پہ کم ہُندی چلی جاندی اے۔ یورینیئم238 دے لگ بھگ 1100 ایٹمی مرکزاں توں ٹکرانے دے بعد ایہ نیوٹرون تھرمل ہو جاندا اے۔ ہن اوہدی توانائی 0.025eV ہو جاندی اے تے ہن ایہ یورینیئم235 نوں باآسانی توڑ سکدا اے۔
0.025 الیکٹرون وولٹ دی حرکی توانائی والا نیوٹرون 2 کلو میٹر فی سیکنڈ دی رفتار توں حرکت کردا اے تے 15 سنٹی میٹر موٹی دھاندی چادر وچوں 70 مائیکرو سیکنڈ وچ گزر جاندا اے۔
ان توانائیاں اُتے کلاسیکل فارمولے درست کم کردے نيں تے اضافیندی (relativistic) فارمولاں دی ضرورت نئيں پڑتی۔
ہور ویکھو
[سودھو]تھرمل نیوٹرون | اپی تھرمل نیوٹرون | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
σF فشن کروس سیکشن |
σγ کیپچر کروس سیکشن |
% | عنصر | σF فشن کروس سیکشن |
σγ کیپچر کروس سیکشن |
% |
531 | 46 | 8.0% | 233U | 760 | 140 | 16% |
585 | 99 | 14.5% | 235U | 275 | 140 | 34% |
750 | 271 | 26.5% | 239Pu | 300 | 200 | 40% |
1010 | 361 | 26.3% | 241Pu | 570 | 160 | 22% |
- بریڈر ری ایکٹر
- ٹرائیٹیئم
- ڈیوٹیریئم
- لیتھیئم
- یورینیئم
- پلوٹونیئم
- فیوزر
- زینون
- فشن بمقابلہ فیوزن
- ایٹمی ماڈل دا ارتقا
- Binding energy
- Giant resonance
حوالے
[سودھو]- ↑ Lua error in ماڈیول:Citation/CS1/ar at line 3438: attempt to call field 'set_selected_modules' (a nil value).