نیوٹرون کروس سیکشن
From Wikipedia, the free encyclopedia
نیوٹرون کراس سیکشن ذراتی اور نویاتی طبیعیات میں نیوٹرون اور ایٹمی مرکزے (nucleus) کے درمیان تعامل ہونے کے امکانات کو ظاہر کرتا ہے۔ کراس سیکشن جتنا بڑا ہو گا کسی تعامل ہونے کا امکان اتنا ہی زیادہ ہو گا۔ اسے barns میں ناپا جاتا ہے۔
ایک بارن 24-10 مربع سنٹی میٹر (cm2) کے برابر ہوتا ہے۔ اگر تصوراتی طور پر کسی بھاری ایٹمی مرکزے کو درمیان سے کاٹا جائے تو کٹی ہوئی سطح کا حقیقی رقبہ اس مقدار کا لگ بھگ دگنا ہوتا ہے یعنی بھاری ایٹمی مرکزے کی جسامت دو بارن ہوتی ہے۔ لیکن کسی نیوٹرون کے ساتھ کسی ایٹمی مرکزے کے تعامل ہونے کا کروس سیکشن 0.001 سے لے کر 1000 بارنز تک ہو سکتا ہے یعنی تعامل کا کروس سیکشن حقیقی کروس سیکشن سے بہت چھوٹا یا بہت بڑا ہو سکتا ہے۔
بارن (barn) اس بڑے سے گھر کو کہتے ہیں جو گاؤں دیہاتوں میں فصلوں کو ذخیرہ کرنے کے لیے بنایا جاتا ہے۔ مناسب توانائی کے نیوٹرون کے سامنے یورینیئم235 کا مرکزہ اس طرح برتاو کرتا ہے جیسے اس کی جسامت 687 بارن ہو۔ حالانکہ یورینیئم235 کی حقیقی جسامت صرف 1.87 بارنز ہوتی ہے۔ یعنی یہ مرکزہ آس پاس سے گزرنے والے نیوٹرون کو بھی اپنی طرف کھینچ لیتا ہے بشرطیکہ ان کی توانائی مناسب ہو۔ اور اسی لیے ان تعاملات کے لیے بارن کا نام رکھا گیا۔ لیکن اگر نیوٹرون کی توانائی مناسب نہ ہو تو یہی مرکزہ اپنی اصل جسامت سے بھی چھوٹے ہونے جیسا برتاو کرتا ہے یعنی آنے والے بیشتر نیوٹرون مرکزے کے اندر سے آرپار گذر جاتے ہیں مگر ان کا مرکزے سے کوئی تعامل نہیں ہوتا۔
جب نیوٹرون کسی ایٹمی مرکزے سے تعامل کرتا ہے تو تین صورت حال ممکن ہیں۔
- نیوٹرون کی حرکت کی سمت بدل جائے۔ اسے اسکیٹرنگ (scattering) کہتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں نیوٹرون کی رفتار کم ہو جاتی ہے۔
- نیوٹرون مرکزے میں جذب ہو جائے اور مرکزہ نہ ٹوٹے۔ اسے کیپچر (capture) کہتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں گاما ریز خارج ہوتی ہیں۔
- نیوٹرون مرکزے سے ٹکرا کر اسے توڑ دے۔ اسے فشن (fission) کہتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں نیوٹرون خارج ہوتے ہیں۔
تھرمل نیوٹرون کا کراس سیکشن (barn) | تیز رفتار نیوٹرون کا 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 کے 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 |