К нейтронным реакциям относятся упругое и неупругое рассеяние, поглощение нейтронов и реакция (n, 2n). Сечения взаимодействия (вероятность) ядер с нейтронами (нейтронные сечения) измеряются в барнах (1 барн = 10-24см2).
Нейтронные сечения имеют особенности изменения в некоторых областях энергий. Вследствие этого удобно подразделять на тепловые (Еn < 1 эВ), промежуточные (1 эВ < Еn< 0,1 МэВ) и быстрые (Еn> 0,1 МэВ).
Соответственно и весь диапазон энергий разбивается на три области: тепловую, промежуточную и быструю.
Учитывая все возможные процессы, в которых поглощается нейтрон, сечение поглощения уа равно сумме сечений:
уа = уг + уб + уf
где уг — сечение радиационного захвата, уб — сечение (n, б) — реакции;
уf — сечение деления.
Деление ядер
Представление ядра в виде жидкой капли объясняет процесс деления. В ядре действуют две силы. Кулоновское отталкивание протонов стремится разорвать каплюядро на составные части. Наоборот, поверхностные силы, обусловленные ядерным взаимодействием нуклонов, противодействует растеканию ядра. Если ядро получило энергию, достаточную для преодоления поверхностных сил, оно разрывается два или более новых.
Ядро, поглотившее нейтрон приходит в возбужденное состояние. Если энергия возбуждения больше порога деления ЕД, кулоновские силы могут разорвать такое ядро.
Отношение энергии кулоновского отталкивания протонов Ек и энергии поверхностного натяжения Ен является мерой способности деления ядра:
EK / EH = a (Z2 /A).
а — коэффициент пропорциональности.
Z2 /A — параметр деления, чем он больше, тем меньше необходимо затратить энергии для разрыва ядра на осколки.
Энергия порога деления ЕД связана с параметром деления Z2 /A соотношением:
ЕД = 0,18А2/3 (5,2 — 0,117 ?Z2 /A)МэВ ЕД = 0 при Z2 /A = 44,5.
Ядра с.
Z2 /A > 44,5 самопроизвольно (спонтанно) делятся без внешнего воздействия.
Z2 /A < 44,5 спонтанные деления довольно редкое явление по сравнению с б — распадом.
U238 (Z2 /A = 35,6) — спонтанное деление происходит в 2?106
реже, чем б — распад.
