平均自由行程と中性子透過率

2011.3.29; 最終更新日：2014.9.18

物理化学でならった平均自由行程。中性子散乱でも重要です。

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水（軽水; H2O)と重水(D2O)では中性子の通り抜け方が大きく違います。軽水の全断面積は非常に大きいので、軽水に入った中性子は何度も何度も水原子核にぶつかってなかなかでてきません。一方、重水中では中性子はすいすいと通り抜け、ぶつかっても一回程度ででてきます。ラッシュ時と始発時の東京駅みたいですね。この、ぶつかるまで進める平均距離を平均自由行程といいます。

こうした性質を利用して、重水は中性子散乱実験の溶媒として、軽水は中性子の減速剤として使われています。ソフトマターの構造研究では重水素を多く含む媒体中に軽水素を含む分子がいるような試料をつくらないと、何も見えない！ということになってしまうから注意が必要です。