M03 - Radiační defektoskopie

a)  Pružný rozptyl 

Pružný rozptyl je nejpravděpodobnějším 
typem interakce rychlých neutronů s lát-
kou. Lze jej popsat na základě klasické 
mechaniky jako pružnou srážku dvou částic 
(Obr. 2.7). Při každé srážce s daným roz-
ptylujícím jádrem ztrácí neutron vždy stej-
ný procentní podíl energie. U vodíku napří-
klad průměrně ubývá energie neutronů, 
srážejícího se s jádry vodíku při každé 
srážce o faktor e, t.j. jeho energie po srážce 
je pouze 37 % energie před srážkou. Na-
proti tomu neutron ztrácí při pružné srážce 
s těžkým jádrem (např. uranem) jen mizivě 
málo energie. Průměrný počet nárazů, které jsou nutné k zabrzdění neutronu o 
počáteční energii Ea na konečnou energii Ec je označen N: 

Obr. 2.7  Schematické zná-
zornění pružného rozptylu 
neutronu (n) 
 

- 

 (48) - 

- 13 (48) - 

c

a

E

E

N

ln

.

1

ξ

=

 (2.6) 

kde   

ξ - je průměrný logaritmický dekrement (útlum) na jeden náraz. Počet 

srážek N pro zbrzdění neutronu energie 2 MeV na 0,025 eV (termická energie 
za obvyklých teplot) je u  vybraných prvků uveden v  tabulce 2.1: 
Tab. 2.1  Počet srážek N pro  zbrzdění rychlých neutronů na úroveň termálních 
neutronů 

Prvek 

H

1

1

H

2

1

He

4

2

Be

9

4

C

12

6

O

12

8

U

238

92

Srážky N 

18 

25 

43 

86 

114 

150 

217 

Je-li energie neutronu redukována srážkami na řád termické energie jader brz-
dícího prostředí, zůstává potom tento neutron s termickou energií až do doby 
než je absorbován radiačním záchytem. 

b)  Nepružný rozptyl 

V některých případech, zejména při vyš-
ších energiích neutronů, dochází k ne-
pružnému rozptylu neutronů, který je 
možné popsat jako jejich dočasný záchyt 
a znovuemisi jádrem. Neutron při tomto 
procesu ztrácí energii a zanechává odra-
žené jádro v excitovaném stavu X´. Ne-
pružný rozptyl lze tedy psát ve tvaru X (n, 
n) X´  . Při nepružném rozptylu se část 
energie dopadajícího neutronu mění v 
jeden nebo několik fotonů záření gama. Význam nepružného rozptylu spočítá v 
tom, že neutron je při nepružném rozptylu silně bržděn (obr. 2.8),  protože 
ztrácí jednak energii odevzdanou jádru nárazem při srážce, jednak energii 
ekvivalentní emitovanému záření gama. 
Nepružný rozptyl nastává jen tehdy, je-li energie dopadajícího neutronu větší 
než energie nejnižšího excitačního stavu terčového jádra nad jeho základní 
stav. U prvků středního a vysokého nukleového čísla bývá to obvykle 0,1 až 
1,0 MeV. Význam nepružného rozptylu vzrůstá se vzrůstajícím nukleonovým 
číslem, neboť  těžká jádra mají větší počet energetických hladin, hladiny jsou 
širší a rozpětí mezi základním stavem a první energetickou hladinou je menší. 
Například prahová energie u kyslíku je 6 MeV, zatímco u uranu je nepružný 
rozptyl možný již při energii několika desetin MeV (pro wolfram je prahová 
energie 0,2 MeV). U vodíku nepružný rozptyl není možný vůbec.