Запаздывающие нейтроны

Запаздывающие нейтроны
Не следует путать с медленные нейтроны.

Запаздывающие нейтроны — это нейтроны, испускаемые продуктами деления через некоторое время (от нескольких миллисекунд до нескольких минут) после реакции деления тяжёлых ядер, в отличие от мгновенных нейтронов, испускаемых практически мгновенно после деления составного ядра. Запаздывающие нейтроны составляют менее 1% испускаемых нейтронов деления, однако, несмотря на столь малый выход, играют огромную роль в ядерных реакторах. Благодаря большому запаздыванию такие нейтроны существенно (на 2 порядка и более) увеличивают время жизни нейтронов одного поколения в реакторе и тем самым создают возможность управления самоподдерживающейся цепной реакции деления[1].

Содержание

Механизм явления

В результате деления тяжелых ядер нейтронами образуются осколки деления в возбуждённом состоянии, претерпевающие β−-распады. В очень редких случаях в цепочке таких β−-превращений образуется ядро с энергией возбуждения, превышающей энергию связи нейтрона в этом ядре. Такие ядра могут испускать нейтроны, которые называются запаздывающими.

Испускание запаздывающего нейтрона конкурирует с гамма-излучением, но если ядро сильно перегружено нейтронами, более вероятным будет испускание нейтрона. Это значит, что запаздывающие нейтроны излучаются ядрами, находящимися ближе к началам цепочек распада, так как там особенно малы энергии связи нейтронов в ядрах.

Ядро, образовавшееся при испускании запаздывающего нейтрона, может находиться либо в основном, либо в возбуждённом состоянии. В последнем случае возбуждение снимается гамма-излучением[1].

Предшественники и излучатели

Составное ядро (Z,N)*[2] принято называть предшественником запаздывающих нейтронов, а ядро (Z+1,N-1) — излучателем запаздывающих нейтронов.

Ядро-излучатель испускает нейтрон практически мгновенно, но со значительным запаздыванием по отношению к моменту деления исходного ядра. Среднее время запаздывания практически совпадает со средним временем жизни ядра-предшественника.

Запаздывающие нейтроны принято делить на несколько (чаще всего 6) групп в зависимости от времени запаздывания. Насчитывают около 50 возможных ядер-предшественников, причём заметную роль в этом количестве составляют изотопы брома и иода. Как правило, нейтроны испускаются ядрами с числом нейтронов, на единицу большим магических чисел (50 и 82), так как значения средней энергии связи в таких ядрах особенно малы[1].

Энергия запаздывающих нейтронов

Энергия запаздывающих нейтронов (в среднем примерно 0,5 МэВ) в несколько раз меньше средней энергии мгновенных нейтронов (примерно 2 МэВ)[1].

Доля запаздывающих нейтронов

Величина, характеризующая количество запаздывающих нейтронов относительно мгновенных нейтронов, образующихся при распаде ядра данного сорта, называется долей запаздывающих нейтронов (β). Эта величина полностью определяется делящимся ядром и в области энергий от 0,025 эВ до 14 МэВ практически не зависит от энергии нейтронов, вызывающих деление. Для всех ядер значение β составляет менее 1%[1].

Основные характеристики запаздывающих нейтронов

В таблице перечислены основные характеристики запаздывающих нейтронов для некоторых ядер и перечислены некоторые из возможных предшественников для случая деления 235U[1][3]:

Номер группы Время запаздывания, с Средняя энергия, МэВ Возможные ядра-предшественники Период полураспада ядер-предшественников, T1/2, с Доля запаздывающих нейтронов, βi
235U 239Pu 233U 235U 239Pu 233U
1 54-56 0,25 править] Примечания
  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 Бартоломей Г.Г., Байбаков В.Д., Алхутов М.С., Бать Г.А. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов. — Москва: Энергоатомиздат, 1982. — С. 512.
  2. ↑ Z — количество протонов, N — нейтронов
  3. ↑ А.Н.Климов Ядерная физика и ядерные реакторы. — Москва: Энергоатомиздат, 1985. — С. 352.

Wikimedia Foundation. 2010.

Полезное


Смотреть что такое "Запаздывающие нейтроны" в других словарях:

  • запаздывающие нейтроны — vėluojantieji neutronai statusas T sritis Energetika apibrėžtis Branduolių dalijimosi skeveldrų beta skilimo proceso metu susidariusių sužadintų branduolių išspinduliuojami neutronai. Patys neutronai išspinduliuojami akimirksniu, vėlavimas… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • Нейтроны — быстрые нейтроны нейтроны, кинетическая энергия которых выше некоторого определённого значения, зависящего от области применения; в физике реакторов это значение равно 0,1 МэВ; нейтроны деления мгновенные и запаздывающие нейтроны, образующиеся в… …   Термины атомной энергетики

  • Задержанные нейтроны — Не следует путать с термином «медленные нейтроны». В ядерной физике запаздывающими нейтронами называют нейтроны, испускаемые продуктами деления через некоторое время (от нескольких миллисекунд до нескольких минут) после реакции деления тяжёлых… …   Википедия

  • Деление ядра —     Ядерная физика …   Википедия

  • Задержанный нейтрон — Не следует путать с термином «медленные нейтроны». В ядерной физике запаздывающими нейтронами называют нейтроны, испускаемые продуктами деления через некоторое время (от нескольких миллисекунд до нескольких минут) после реакции деления тяжёлых… …   Википедия

  • Запаздывание нейтронов — В результате деления тяжелых ядер нейтронами образуются осколки деления, некоторые из которых обладают избыточным количеством нейтронов. В результате осколки претерпевают несколько β распадов, после чего образуются сильно возбужденные ядра,… …   Википедия

  • ЯДЕР ДЕЛЕНИЕ — ядерная реакция, в которой атомное ядро при бомбардировке нейтронами расщепляется на два или несколько осколков. Полная масса осколков обычно меньше суммы масс исходного ядра и бомбардирующего нейтрона. Недостающая масса m превращается в энергию… …   Энциклопедия Кольера

  • Ядерные цепные реакции —         ядерные реакции, в которых частицы, вызывающие их, образуются как продукты этих реакций. Пока единственная известная Я. ц. р. реакция деления Урана и некоторых трансурановых элементов (См. Трансурановые элементы) (например, 239Pu) под… …   Большая советская энциклопедия

  • ЯДЕРНЫЕ ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ — ядерные реакции, в к рых ч цы, вызывающие их, образуются как продукты этих реакций. Пока единств. известная Я. ц. р. реакция деления урана и нек рых трансурановых элементов (напр., 239Pu) под действием нейтронов. Впервые она была осуществлена… …   Физическая энциклопедия

  • НУКЛЕОСИНТЕЗ — (от лат. nucleus ядро и греч. synthesis соединение, составление), цепочка ядерных реакций, ведущая к образованию тяжёлых ат. ядер из других, более лёгких ядер. Теория Н. стремится объяснить распространённость (иногда говорят обилие) хим.… …   Физическая энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»