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.
    Доказать существование электронного антинейтрино удалось в 1956 г. Райнесу и Коуэну. Они использовали реакцию

+ pe⁺ + n.

(1)

В качестве источника антинейтрино был использован атомный реактор. Образующиеся в реакторе продукты (осколки) деления как правило ^--активны (см. подробнее oб осколках деления). В результате -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 -квантам, образующимся при взаимодействии позитронов с электронами вещества мишени.
e⁺ + e^- 2
Образующиеся в результате аннигиляции -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,)) тепловых нейтронов. Среднее время замедления нейтронов в водородосодержащей среде ~ 10 мкс. Таким образом для идентификации антинейтрино регистрировались анигиляционные -кванты и образующиеся приблизительно через 10 мкс -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
( p) = 10^-43 см²,
что находилось в хорошем согласии с предварительными теоретическими оценками.

Аналитическая геометрия плоскости и поверхности скотч упаковочный Курс лекций Векторная алгебра. Электронные учебники - MATLAB Компьютерная математика Maple Вывоз жидких отходов - откачка сточных вод . Откачка воды.Лекции первого семестра первого курса Дифференциальное исчисление функции Дифференциальные уравнения первого порядка Теория вероятностей. Основные понятия Математический анализ Двойной интеграл Геометрический смысл производной Числовые ряды Степенные ряды Аналитическая геометрия Функции графики задачи Курс лекций Примеры задачи Интегрирование и дифференцирование матрицы