Запаздывающие нейтроны. Предшественники запаздывающих нейтронов

Мгновенные и запаздывающие нейтроны. Более 99 % нейтронов, возникающих при делении, появляется не позже, чем за 10^-14 с после деления ядра (их называют мгновенными нейтронами). Однако среди образовавшихся при делении ядра радиоактивных осколков есть такие, в процессе b-распада которых образуются ядра, энергия возбуждения которых превышает энергию связи нейтрона в них. После образования в цепочке распадов такое ядро мгновенно испускает нейтрон. Нейтроны такого происхождения называются запаздывающими нейтронами. Схема, иллюстрирующая возникновение запаздывающих нейтронов, приведена на рис. 2.1. Время запаздывания определяется периодами b-распада ядер-предшественников ядер-излучателей нейтронов. Периоды полураспада ядер-предшественников достигают десятков секунд. Найдено несколько сотен ядер-предшественников.

Периоды полураспада предшественников или источников запаздывающих нейтронов лежат в интервале 0,2 – 56 с. Средняя энергия запаздывающих нейтронов меньше средней энергии мгновенных нейтронов и приблизительно равна 0,5 МэВ.

Среди продуктов распада осколков деления образуются ядра элементов, содержащие избыточное число нейтронов, с энергией возбуждения, достаточной для испускания нейтронов. Испускание нейтронов происходит в течение очень короткого времени после образования возбужденного ядра (меньше 1мкс), но так как возбужденное ядро образуется в результате радиоактивного распада материнского осколка деления, то испускание нейтрона происходит с запазды-ванием. Такие нейтроны, получившие название запаздывающих, играют большую роль при управлении ядерным реактором.

Обычно выделяют шесть групп запаздывающих нейтронов, причем периоды полураспада групп не обязательно должны совпадать с периодами радиоактивного распада отдельных ядер.

Хотя средняя энергия запаздывающих нейтронов порядка 0,5 МэВ или меньше, энергия нейтронов в каждой группе изменяется в довольно широком диапазоне, достигая 1 – 2 МэВ.

Наличие небольшой доли запаздывающих нейтронов значительно упращает управление ядерным реактором. Запаздывающие нейтроны возникают не в процессе деления, а позже, в результате радиоактивного распада осколков деления.

Несмотря на малый выход запаздывающих нейтронов играют решающую роль в управлении реактором. Они обладают большей вероятностью вызвать деление ядер ²³⁵U вследствие более высокого сечения деления ²³⁵U и меньшей вероятностью утечки. Это обусловлено меньшей энергией рождающихся запаздывающих нейтронов по сравнению со средней энергией мгновенных нейтронов деления. В связи с этим принято говорить о большей ценности запаздывающих нейтронов.

Дата добавления: 2015-06-04