Ядерные реакции под действием нейтронов

В зависимости от скорости (энергии) нейтроны делят на медленные и быстрые.

В веществах, называемых замедлителями (графит, тяжелая вода D₂О, НDО, соединения бериллия), быстрые нейтроны рассеиваются на ядрах и их энергия переходит в энергию теплового движения атомов вещества-замедлителя.

Медленные нейтроны эффективны для возбуждения ядерных реакций, поскольку они относительно долго могут находиться вблизи атомного ядра, а поэтому вероятность захвата нейтрона ядром очень большая.

Для медленных нейтронов характерны упругое рассеяние на ядрах (реакция типа (n, n) и радиационный захват (реакция типа (n, γ)), Реакция типа (n, γ) приводит к образованию нового изотопа исходного вещества:

+ → + γ, например, + → + γ

Под действием тепловых нейтронов на легких ядрах наблюдаются реакции захвата нейтронов с испуканием протонов и α-частиц (реакции типа (n, р) и (n, α):

+ → + , + → +

Но главным образом реакции типа (n, р) и (n,, α) происходят под действием быстрых нейтронов, т.к.к в этом случае энергия достаточна для преодоления потенциального барьера, препятствующего вылету протонов и, α-частиц.

Для быстрых нейтронов наблюдается неупругое рассеяние (n, n):

+ → ^* + , где вылетающий из ядра нейтрон имеет энергию меньшую энергии алетающего нейтрона , а остающееся после вылета нейтрона ядро находится в возбужденном состояни ^*, поэтому его переход в нормальное состояние сопровождается испусканием γ-кванта.

Когда энергия электронов достигает 10МэВ, становятся возможными реакции типа (n,2n). Например, в результате реакции

U + → U+2

образуется β^- - активный изотоп, распадающийся по схеме

+