Fråga neutroner

Snabba neutroner är neutroner som emitteras av fissionsfragment nästan omedelbart efter fissionen av en sammansatt kärna , i motsats till fördröjda neutroner som emitteras av fissionsprodukter en tid efter det. Emissionen av neutroner från fissionsfragment är en av de viktigaste egenskaperna i processen för fission av tunga kärnor . Det är hon som låter dig skapa en fissionskedjereaktion under vissa förutsättningar . Antalet neutroner som emitteras i en klyvningshändelse är en slumpmässig variabel fördelad ungefär enligt Gauss lag runt medelvärdet (2-3 neutroner per klyvbar kärna ). Snabbneutroner utgör över 99 % av fissionsneutronerna.

Genomsnittligt antal neutroner

Det genomsnittliga antalet neutroner som produceras under fission beror på typen av målkärna och energin hos den infallande neutronen. Värdena för denna kvantitet för vissa kärnor, beroende på energin hos de infallande neutronerna: $\nu _{{f}}^{{i}}$

E	233 U	235 U	239 Pu
0,025 eV	2,479	2,416	2,862
1 MeV	2,56	2,55	3.02
2 MeV	2,67	2,67	3.15
3 MeV	2,82	2,78	3.27
4 MeV	2,97	2,95	3,40

En märkbar ökning observeras med en ökning av excitationsenergin hos den klyvbara kärnan. När en neutron emitteras minskar excitationsenergin för ett klyvningsfragment med ungefär den mängd som är lika med summan av neutronbindningsenergin i kärnan (cirka 5 MeV i genomsnitt ) och kinetisk energi för den emitterade neutronen (ca 2 MeV på medel). Därför ökar värdet med ungefär en med en ökning av neutronens energi som orsakar fissionsprocessen för varje 7 MeV, vilket bekräftas av experiment . De experimentella data beskrivs väl av ett linjärt beroende av formen [1] : $\nu _{{f}}^{{i}}$ $\nu _{{f}}^{{i}}$

\nu _{f}^{i}(E)=\nu _{f0}^{i}+E_{n}{\frac {d\nu _{f}^{i}}{dE }},

där är värdet för E = 0,025 eV. $\nu _{{f0}}^{{i}}$ $\nu _{{f}}^{{i}}$

Neutronspektrum

Prompta neutroner har energier upp till 18 MeV, men från 10 MeV finns det så få neutroner att man i praktiken oftast antar att neutronspektrumet sträcker sig bara upp till 10 MeV.

Spektrum av prompt fissionsneutroner är kontinuerligt i området från cirka 0,01 till 10 MeV. Den mest sannolika neutronenergin är 0,7 MeV, genomsnittet är 2 MeV. Spektrumet motsvarar ungefär beroendet:

n(E)\sim e^{-E}\mathrm {sh} \,{\sqrt {2E)).

Det bör noteras att de experimentella neutronspektra är ganska väl approximerade av olika beroenden, den som visas ovan är den enklaste och beskriver samtidigt data på ett tillfredsställande sätt, därför har den blivit den mest använda.

Neutronspektra för olika klyvbara kärnor skiljer sig praktiskt taget inte från varandra. Medelenergin för fissionsneutroner för alla kärnor ökar med en ökning av det genomsnittliga antalet fissionsneutroner, men denna ökning är ganska obetydlig och tas vanligtvis inte med i praktiska beräkningar [1] [2] .

Utsläppsriktningar

Prompta neutroner emitteras av fissionsfragment med lika sannolikhet i alla riktningar, men på grund av fragmentens rörelse har neutronernas vinkelfördelning i laboratoriekoordinatsystemet ett maximum i ett ljusfragments rörelseriktning och ett något mindre maximum i rörelseriktningen för ett tungt fragment. Förhållandet mellan maximalt värde och minimum i vinkelfördelningen är ungefär 5 och beror på målkärnan [1] .

Anteckningar

↑ 1 2 3 Bartolomey G.G., Baibakov V.D., Alkhutov M.S., Bat G.A. Grunder i teorin och metoder för beräkning av kärnkraftsreaktorer. - Moskva: Energoatomizdat, 1982. - S. 512.
↑ A.N. Klimov. Kärnfysik och kärnreaktorer. - Moskva: Energoatomizdat, 1985. - S. 352.