Pohotové neutrony

Pohotové neutrony jsou neutrony emitované štěpnými fragmenty téměř okamžitě po štěpení složeného jádra , na rozdíl od zpožděných neutronů emitovaných štěpnými produkty nějakou dobu poté. Emise neutronů štěpnými fragmenty je jedním z nejdůležitějších rysů procesu štěpení těžkých jader . Právě ona vám umožňuje za určitých podmínek vytvořit řetězovou štěpnou reakci . Počet neutronů emitovaných při jedné štěpné události je náhodná veličina rozložená přibližně podle Gaussova zákona kolem průměrné hodnoty (2-3 neutrony na štěpné jádro ). Pohotové neutrony tvoří přes 99 % štěpných neutronů.

Průměrný počet neutronů

Průměrný počet neutronů produkovaných během štěpení závisí na typu cílového jádra a energii dopadajícího neutronu. Hodnoty této veličiny pro některá jádra v závislosti na energii dopadajících neutronů: $\nu _{{f}}^{{i}}$

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

Znatelné zvýšení je pozorováno se zvýšením excitační energie štěpného jádra. Když je neutron emitován, excitační energie štěpného fragmentu klesá přibližně o hodnotu rovnající se součtu vazebné energie neutronu v jádře (v průměru asi 5 MeV ) a kinetické energie emitovaného neutronu (asi 2 MeV na průměrný). Proto se hodnota zvyšuje přibližně o jednu s nárůstem energie neutronu způsobujícího štěpný proces na každých 7 MeV, což je potvrzeno experimenty . Experimentální data jsou dobře popsána lineární závislostí tvaru [1] : $\nu _{{f}}^{{i}}$ $\nu _{{f}}^{{i}}$

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

kde je hodnota pro E = 0,025 eV. $\nu _{{f0}}^{{i}}$ $\nu _{{f}}^{{i}}$

Neutronové spektrum

Pohotové neutrony mají energie do 18 MeV, ale od 10 MeV je neutronů tak málo, že se v praxi nejčastěji předpokládá, že spektrum neutronů sahá pouze do 10 MeV.

Spektrum rychlých štěpných neutronů je spojité v oblasti od asi 0,01 do 10 MeV. Nejpravděpodobnější energie neutronu je 0,7 MeV, průměr je 2 MeV. Spektrum přibližně odpovídá závislosti:

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

Nutno podotknout, že experimentální neutronová spektra jsou poměrně dobře aproximována různými závislostmi, výše uvedená je nejjednodušší a zároveň uspokojivě popisuje data, proto se stala nejpoužívanější.

Neutronová spektra různých štěpných jader se od sebe prakticky neliší. Průměrná energie štěpných neutronů pro všechna jádra roste s nárůstem průměrného počtu štěpných neutronů, nicméně tento nárůst je spíše nevýznamný a v praktických výpočtech se s ním většinou nepočítá [1] [2] .

Směry vyzařování

Pohotové neutrony jsou emitovány štěpnými úlomky se stejnou pravděpodobností ve všech směrech, avšak vzhledem k pohybu úlomků má úhlové rozložení neutronů v laboratorním souřadnicovém systému maximum ve směru pohybu lehkého úlomku a poněkud menší maximum. ve směru pohybu těžkého úlomku. Poměr maximální hodnoty k minimu v úhlovém rozložení je přibližně 5 a závisí na cílovém jádru [1] .

Poznámky

↑ 1 2 3 Bartolomey G.G., Baibakov V.D., Alkhutov M.S., Bat G.A. Základy teorie a metody výpočtu jaderných reaktorů. - Moskva: Energoatomizdat, 1982. - S. 512.
↑ A.N. Klimov. Jaderná fyzika a jaderné reaktory. - Moskva: Energoatomizdat, 1985. - S. 352.