Neutrones rápidos

Los neutrones rápidos son neutrones emitidos por fragmentos de fisión casi inmediatamente después de la fisión de un núcleo compuesto , en contraste con los neutrones retardados emitidos por productos de fisión algún tiempo después. La emisión de neutrones por fragmentos de fisión es una de las características más importantes del proceso de fisión de núcleos pesados . Es ella quien te permite crear bajo ciertas condiciones una reacción en cadena de fisión . El número de neutrones emitidos en un evento de fisión es una variable aleatoria distribuida aproximadamente según la ley de Gauss alrededor del valor medio (2-3 neutrones por núcleo fisionable). Los neutrones rápidos constituyen más del 99% de los neutrones de fisión.

Número medio de neutrones

El número promedio de neutrones producidos durante la fisión depende del tipo de núcleo objetivo y de la energía del neutrón incidente. Los valores de esta cantidad para algunos núcleos, en función de la energía de los neutrones incidentes: $\nu _{{f}}^{{i}}$

mi	233 tu	235U _	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 observa un aumento notable con un aumento en la energía de excitación del núcleo fisionable. Cuando se emite un neutrón, la energía de excitación de un fragmento de fisión disminuye aproximadamente en una cantidad igual a la suma de la energía de enlace del neutrón en el núcleo (alrededor de 5 MeV en promedio ) y la energía cinética del neutrón emitido (alrededor de 2 MeV en promedio). promedio). Por lo tanto, el valor aumenta en aproximadamente uno con un aumento en la energía del neutrón que provoca el proceso de fisión por cada 7 MeV, lo que se confirma mediante experimentos . Los datos experimentales están bien descritos por una dependencia lineal de la forma [1] : $\nu _{{f}}^{{i}}$ $\nu _{{f}}^{{i}}$

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

donde es el valor para E = 0.025 eV. $\nu _{{f0}}^{{i}}$ $\nu _{{f}}^{{i}}$

Espectro de neutrones

Los neutrones instantáneos tienen energías de hasta 18 MeV, pero a partir de 10 MeV hay tan pocos neutrones que en la práctica se suele suponer que el espectro de neutrones se extiende solo hasta 10 MeV.

El espectro de neutrones de fisión rápidos es continuo en la región de aproximadamente 0,01 a 10 MeV. La energía de neutrones más probable es de 0,7 MeV, la media es de 2 MeV. El espectro corresponde aproximadamente a la dependencia:

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

Cabe señalar que los espectros de neutrones experimentales están bastante bien aproximados por varias dependencias, el que se muestra arriba es el más simple y al mismo tiempo describe satisfactoriamente los datos, por lo tanto, se ha convertido en el más utilizado.

Los espectros de neutrones de diferentes núcleos fisionables prácticamente no difieren entre sí. La energía media de los neutrones de fisión para todos los núcleos aumenta con el aumento del número medio de neutrones de fisión; sin embargo, este aumento es bastante insignificante y normalmente no se tiene en cuenta en los cálculos prácticos [1] [2] .

Direcciones de emisión

Los fragmentos de fisión emiten neutrones rápidos con la misma probabilidad en todas las direcciones; sin embargo, debido al movimiento de los fragmentos, la distribución angular de los neutrones en el sistema de coordenadas del laboratorio tiene un máximo en la dirección del movimiento de un fragmento ligero y un máximo algo más pequeño. en la dirección del movimiento de un fragmento pesado. La relación entre el valor máximo y el mínimo en la distribución angular es de aproximadamente 5 y depende del núcleo objetivo [1] .

Notas

↑ 1 2 3 Bartolomey G.G., Baibakov V.D., Alkhutov M.S., Bat G.A. Fundamentos de la teoría y métodos de cálculo de reactores nucleares de potencia. - Moscú: Energoatomizdat, 1982. - S. 512.
↑ AN Klimov. Física nuclear y reactores nucleares. - Moscú: Energoatomizdat, 1985. - S. 352.