Neutroni prompti

Neutronii prompti sunt neutroni emiși de fragmentele de fisiune aproape imediat după fisiunea unui nucleu compus , spre deosebire de neutronii întârziați emiși de produsele de fisiune ceva timp după aceea. Emisia de neutroni prin fragmente de fisiune este una dintre cele mai importante caracteristici ale procesului de fisiune a nucleelor grele . Ea este cea care vă permite să creați în anumite condiții o reacție în lanț de fisiune . Numărul de neutroni emiși într-un eveniment de fisiune este o variabilă aleatorie distribuită aproximativ conform legii Gauss în jurul valorii medii (2-3 neutroni per nucleu fisionabil ). Neutronii prompti reprezintă peste 99% din neutronii de fisiune.

Numărul mediu de neutroni

Numărul mediu de neutroni produși în timpul fisiunii depinde de tipul nucleului țintă și de energia neutronului incident. Valorile acestei marimi pentru unele nuclee, in functie de energia neutronilor incidenti: $\nu _{{f}}^{{i}}$

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

Se observă o creștere vizibilă cu o creștere a energiei de excitație a nucleului fisionabil. Când este emis un neutron, energia de excitație a unui fragment de fisiune scade cu aproximativ o cantitate egală cu suma energiei de legare a neutronilor din nucleu (aproximativ 5 MeV în medie ) și energia cinetică a neutronului emis (aproximativ 2 MeV pe in medie). Prin urmare, valoarea crește cu aproximativ unu cu o creștere a energiei neutronului care provoacă procesul de fisiune pentru fiecare 7 MeV, ceea ce este confirmat de experimente . Datele experimentale sunt bine descrise printr-o dependență liniară a formei [1] : $\nu _{{f}}^{{i}}$ $\nu _{{f}}^{{i}}$

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

unde este valoarea pentru E = 0,025 eV. $\nu _{{f0}}^{{i}}$ $\nu _{{f}}^{{i}}$

Spectrul de neutroni

Neutronii prompti au energii de până la 18 MeV, dar începând de la 10 MeV sunt atât de puțini neutroni încât în practică se presupune cel mai adesea că spectrul neutronilor se extinde doar până la 10 MeV.

Spectrul neutronilor de fisiune promptă este continuu în regiunea de la aproximativ 0,01 până la 10 MeV. Cea mai probabilă energie neutronică este de 0,7 MeV, media este de 2 MeV. Spectrul corespunde aproximativ cu dependența:

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

Trebuie remarcat faptul că spectrele neutronice experimentale sunt destul de bine aproximate prin diverse dependențe, cea prezentată mai sus este cea mai simplă și în același timp descrie în mod satisfăcător datele, prin urmare, a devenit cea mai utilizată.

Spectrele de neutroni ale diferitelor nuclee fisionabile practic nu diferă unele de altele. Energia medie a neutronilor de fisiune pentru toate nucleele crește odată cu creșterea numărului mediu de neutroni de fisiune, totuși, această creștere este destul de nesemnificativă și de obicei nu este luată în considerare în calculele practice [1] [2] .

Direcții de emisie

Neutronii prompti sunt emiși de fragmente de fisiune cu probabilitate egală în toate direcțiile, totuși, datorită mișcării fragmentelor, distribuția unghiulară a neutronilor în sistemul de coordonate din laborator are un maxim în direcția de mișcare a unui fragment ușor și un maxim ceva mai mic. în direcția de mișcare a unui fragment greu. Raportul dintre valoarea maximă și minimă în distribuția unghiulară este de aproximativ 5 și depinde de nucleul țintă [1] .

Note

↑ 1 2 3 Bartolomey G.G., Baibakov V.D., Alkhutov M.S., Bat G.A. Fundamente ale teoriei și metodelor de calcul a reactoarelor nucleare. - Moscova: Energoatomizdat, 1982. - S. 512.
↑ A.N. Klimov. Fizică nucleară și reactoare nucleare. - Moscova: Energoatomizdat, 1985. - S. 352.