Was ist Spaltungsneutronendefinition?

Spaltneutronen sind Neutronen, die bei der Kernspaltung entstehen . Sie haben ein typisches Spektrum und es ist bekannt, dass die Spaltneutronen in jedem Kettenreaktionssystem von Bedeutung sind. Neutronen  lösen die  Kernspaltung  einiger Kerne aus ( ²³⁵ U ,  ²³⁸ U  oder sogar  ²³² Th ). Entscheidend ist, dass durch die Spaltung solcher Kerne  2, 3 oder mehr  freie Neutronen entstehen .

Nach der Spaltung werden jedoch nicht alle Neutronen  gleichzeitig freigesetzt . Sogar die Art der Erzeugung dieser Neutronen ist unterschiedlich. Aus dieser Sicht teilen wir die Spaltungsneutronen normalerweise in zwei Gruppen ein:

• Prompt Neutronen .  Prompte Neutronen werden direkt aus der Spaltung emittiert  und sie werden innerhalb sehr kurzer Zeit von etwa 10 ^–14  Sekunden emittiert .
• Verzögerte Neutronen .  Verzögerte Neutronen werden von neutronenreichen  Spaltfragmenten emittiert  , die als  verzögerte Neutronenvorläufer bezeichnet werden . Diese Vorläufer unterliegen normalerweise einem  Beta-Zerfall,  aber ein kleiner Teil von ihnen ist angeregt genug, um eine Neutronenemission zu erfahren . Die Tatsache, dass das Neutron durch diese Art des Zerfalls erzeugt wird und dies im Vergleich zur Emission der prompten Neutronen um Größenordnungen später geschieht , spielt eine äußerst wichtige Rolle bei der Steuerung des Reaktors.

Spektrum der Spaltungsneutronen

Region der schnellen Neutronen

Der erste Teil des  Neutronenflussspektrums  in thermischen Reaktoren ist der  Bereich der schnellen Neutronen . Alle durch Spaltung erzeugten Neutronen werden als  schnelle Neutronen  mit hoher kinetischer Energie geboren.

Zuerst müssen wir zwischen  schnellen Neutronen  und  prompten Neutronen unterscheiden . Die prompten Neutronen können manchmal  unkorrekt  mit den schnellen Neutronen verwechselt werden. Aber es gibt einen wesentlichen Unterschied zwischen ihnen.  Schnelle Neutronen  sind Neutronen, die nach der kinetischen Energie kategorisiert werden  , während  schnelle Neutronen  nach dem  Zeitpunkt ihrer Freisetzung kategorisiert werden .

Die meisten  Neutronen,  die bei der Spaltung entstehen, sind schnelle Neutronen. Normalerweise sind  mehr als 99 Prozent  der Spaltungsneutronen die prompten Neutronen, aber der genaue Anteil hängt vom zu spaltenden Nuklid ab und ist auch von der einfallenden Neutronenenergie  abhängig  (steigt normalerweise mit der Energie an). Zum Beispiel kann eine Spaltung von  ²³⁵ U  durch thermische Neutronen liefert  2,43 Neutronen , davon  2,42 Neutronen sind die prompt Neutronen  und 0,01585 Neutronen  (0,01585 / 2,43 = 0,0065 = ß)  sind  die verzögerten Neutronen .

Die großen der prompten Neutronen und sogar die verzögerten Neutronen werden als schnelle Neutronen (dh mit einer kinetischen Energie von mehr als> 1 keV) geboren. Diese beiden Gruppen von Spaltungsneutronen haben jedoch unterschiedliche Energiespektren und tragen daher unterschiedlich zum Spaltungsspektrum bei. Da  mehr als 99 Prozent  der Spaltungsneutronen die prompten Neutronen sind, ist es offensichtlich, dass sie das gesamte Spektrum dominieren werden.

Daher kann das schnelle Neutronenspektrum durch folgende Punkte beschrieben werden:

• Fast alle Spaltneutronen haben  Energien zwischen 0,1 MeV und 10 MeV .
• Die mittlere Neutronenenergie beträgt ca.  2 MeV .
• Die wahrscheinlichste Neutronenenergie beträgt etwa  0,7 MeV .

Das schnelle Neutronenspektrum kann durch die folgende (auf eins normierte) Verteilung angenähert werden:

Die während der Spaltung mit einer durchschnittlichen Energie von 2 MeV  in einem Reaktor freigesetzten Neutronen  unterliegen einer  Reihe von Kollisionen  ( elastisch  oder  unelastisch ), bevor sie absorbiert werden. Durch diese Kollisionen  verlieren sie Energie , so dass das  Reaktorspektrum nicht mit dem Spaltungsspektrum identisch ist , sondern immer  „weicher“  als das Spaltungsspektrum. Tatsache ist, dass das Spaltspektrum der Teil des Reaktorspektrums ist.