Neutronen

Door de aanwezigheid van vertraagde neutronen is de reactie in de hand te houden: voor prompte neutronen maakt men de opstelling dan nog net subkritisch, en de vertraagde neutronen zijn nodig om de reactie net superkritisch te krijgen.

Moderators Thermische neutronen (neutronen met een lage bewegingsenergie) hebben de grootste kans een splijtingsreactie te veroorzaken in U-235, maar de neutronen die bij de splijtingsreactie ontstaan hebben veel hogere snelheden (ze zijn niet thermisch).

Vloeibaar waterstof wordt ook gebruikt voor het koelen van neutronen om gebruikt te worden in neutronen verstrooiing, aangezien neutronen en waterstofkernen een vergelijkbare massa hebben is de uitwisseling van kinetische energie per interactie optimaal.

Die neutronen raken ieder weer andere uranium-atomen, die daardoor ieder ook zullen vervallen en op hun beurt ieder een setje neutronen uitstoten.

De (kernen van) lichte elementen zijn daarom het meest effectief als moderator voor neutronen, mits zij zelf niet deze neutronen invangen in de kern.

Het vervalt niet, maar ondergaat in plaats daarvan een reorganisatie waarbij een deel van de assistent-neutronen en hulp-neutronen van plaats wisselen.

Duidelijk is dat plutonium meer neutronen geeft in het snelle energiegebied, terwijl uranium–233 de meeste neutronen geeft in het thermische gebied.

Protonen en neutronen in een kern hebben dus allemaal een andere toestand (er bestaan aparte toestanden voor protonen en neutronen).

Experimenteel kwam Fermi tot het resultaat dat beschieten van atoomkernen met langzame neutronen veel beter werkte dat met snelle neutronen.

Om zoveel energie te produceren had er namelijk veel meer dan de gemeten hoeveelheid neutronen moeten ontstaan en die hoeveelheid neutronen zouden Fleischmann en Pons niet overleefd kunnen hebben.

Beginnend met een aantal neutronen zal in iedere volgende generatie het aantal neutronen afnemen.

De isotoop 238 U is ook belangrijk doordat deze neutronen absorbeert, waarbij hij vervalt naar 239 Pu ( plutonium ), dat ook splijtbaar is door thermische neutronen.

Ze gebruiken een moderator om de neutronen tot lage snelheden af te remmen om vangst van de neutronen door 238 U te voorkomen.

Protonen, fotonen, jubeltonen, elektronen, neutronen... en tijd en ruimte.

We zien hier een ontwerp voor een snelle-neutronen reactor.

De hoge flux in deze onderzoeksreactor – er vliegen extra veel neutronen rond – maakt dat in de reactor verouderingsonderzoek kan plaatsvinden.

Neutronen zijn ladingloos, protonen zijn positief geladen.

Rutherford realiseerde zich dat dit protonen zijn en dat atoomkernen bestaan uit protonen en neutronen.

Sensoren om te meten wat er in de reactorkern verderop gebeurt met onder meer neutronen, straling, temperatuur en druk worden voortdurend aangepast en verbeterd.

Water remt de neutronen in de kernreactor af, lood doet dat niet.