Нейтронные реакции. 
Основы атомной физики

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 (Е_n < 1 эВ), промежуточные (1 эВ < Е_n< 0,1 МэВ) и быстрые (Е_n> 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 у_а равно сумме сечений:

у_а = у_г + у_б + у_f

где у_г — сечение радиационного захвата, у_б — сечение (n, б) — реакции;

у_f — 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 Е_Д, кулоновские силы могут разорвать такое ядро.

Отношение энергии кулоновского отталкивания протонов Е_к и энергии поверхностного натяжения Е_н является мерой способности деления ядра:

E_K / E_H = 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 Е_Д связана с параметром деления Z² /A соотношением:

Е_Д = 0,18А^2/3 (5,2 — 0,117 ?Z² /A)МэВ Е_Д = 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.