نیوٹرون کروس سیکشن
نیوٹرون کراس سیکشن ذراتی تے نیوکلیئر فزکس وچ نیوٹرون تے ایٹمی مرکزے (nucleus) دے درمیان تعامل ہونے دے امکانات نوں ظاہر کردا اے۔ کراس سیکشن جِنّا وڈا ہوئے گا کسی تعامل ہونے دا امکان اِنّا ہی زیادہ ہوئے گا۔ اسنوں barns وچ ناپیا جاندا اے۔
اک بارن 24-10 مربع سنٹی میٹر (cm2) دے برابر ہُندا اے۔ جے تصوراتی طور اُتے کسی بھاری ایٹمی مرکزے نوں درمیان توں کٹیا جائے تاں 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 لےکے 1000 بارنز تک ہوئے سکدا اے یعنی تعامل دا کروس سیکشن حقیقی کروس سیکشن توں بہت چھوٹا یا بہت وڈا ہوئے 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 اس دی جسامت 687 بارن ہوئے۔ حالانکہ یورینیئم235 دی حقیقی جسامت صرف 1.87 بارنز ہُندی اے۔ یعنی ایہ مرکزہ آس کولوں گزرنے والے نیوٹرون نوں وی اپنی طرف کھچ لیندا اے بشرطیکہ انہاں دتی توانائی مناسب ہوئے۔ تے ايسے لئی انہاں تعاملات دے لئی بارن دا ناں رکھیا گیا۔ لیکن جے نیوٹرون دی توانائی مناسب نہ ہوئے تاں 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 تاں 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 ہوئے جاندی اے۔
- نیوٹرون مرکزے وچ جذب ہوئے جائے تے مرکزہ نہ ٹوٹے۔ اسنوں کیپچر (capture) کہندے نيں۔ اس دے نتیجے وچ گاما ریز خارج ہُندیاں نيں۔
- نیوٹرون مرکزے توں ٹکرا کے 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۔ بوہت گھٹ 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۔ ايسے لئی اسنوں تھرمل کہندے نيں۔)
- یورینیئم238 نوں تیز رفتار نیوٹرون توں توڑنا 15000 گنیازیادہ 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 ايسے 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 جاندیاں نيں۔ (نیوٹرون جذب کر کے کیڈمیئم گاما ریز خارج کردا اے۔ جے نیوٹرون دی توانائی 0.4eV (یعنی اس دی رفتار 8.76 کلو میٹر فی سیکنڈ) توں زیادہ ہوئے تاں کیڈمیئم اسنوں جذب نئيں کر پاندا)۔
نیوٹرون دی رفتار تے توانائی
سودھودس 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 گنیاکم ہُندی اے۔ ایسا نیوٹرون 15 سنٹی میٹر موٹی دھاتی چادر وچوں آرپار گزرنے وچ لگ بھگ 11 نینو سیکنڈ دا وقت لیندا اے۔ ایداں دے 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 تاں اس دی توانائی ہر ٹکر پہ کم ہُندی چلی جاندی اے۔ یورینیئم238 دے لگ بھگ 1100 ایٹمی مرکزاں توں ٹکرانے دے بعد ایہ نیوٹرون تھرمل ہوئے جاندا اے۔ ہن اس دی توانائی 0.025eV ہوئے 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 دھاتی 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 پڑدی۔
ہور ویکھو
سودھوتھرمل 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
- جائنٹ ریزونینس
- ↑ «Interactive Chart of Nuclides». بایگانیشده از اصلی در ۲۰۱۷-۰۱-۲۴. دریافتشده در ۲۰۲۱-۰۲-۰۶.