Ядерные реакции под действием нейтронов

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

В веществах, называемых замедлителями (графит, тяжелая вода D₂O, HDO, 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 радиационных захват (реакция типа (n,г)). Реакция типа (n,г) приводит к образованию нового изотопа исходного вещества:

например, .

Под действием тепловых нейтронов на легких ядрах наблюдаются реакции захвата нейтронов с испусканием протонов и б-частиц (реакции типа (n, p) и (n, б)):

.

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

Для быстрых нейтронов наблюдается неупругое рассеяние ():

.

где вылетающий из ядра нейтрон имеет энергию меньшую энергии налетающего нейтрона, а остающееся после вылета нейтрона ядро находится в возбужденном состоянии, поэтому его переход в нормальное состояние сопровождается испусканием г-кванта.

Когда энергия электронов достигает 10 МэВ, становятся возможными реакции типа (n, 2n). Например, в результате реакции образуетсяактивный изотоп, распадающийся по схеме.