Neutron opóźniony

Neutrony opóźnione – neutrony powstające w reakcji rozszczepienia ciężkich jąder, emitowane z opóźnieniem większym niż 0,05 s. Charakteryzują się mniejszą średnią energią, wynoszącą ok. 0,5 MeV. Mają zasadnicze znaczenie w sterowaniu reaktywnością reaktorów jądrowych.

Przyczyna obecności neutronów w produktach rozszczepienia

Z charakteru oddziaływania jądrowego wynika, że w jądrach lekkich liczba protonów i neutronów jest taka sama. Dla cięższych jąder liczba neutronów zaczyna przeważać – im cięższe jądro, tym więcej neutronów musi zawierać, aby zachować stabilność. Podczas rozszczepienia z ciężkiego jądra powstają jądra lżejsze, które potrzebują mniejszej liczby neutronów do utrzymania stabilności. Nadmiar neutronów jest emitowany – zwykle są to 2-3 neutrony powstające w jednym akcie rozpadu (średnio ok. 2,5 neutronu).

Neutrony natychmiastowe i opóźnione

Większość neutronów powstaje niemal natychmiast podczas rozszczepienia jądra, czyli w czasie krótszym niż 10 fs (10^-14s) – neutrony takie nazywane są natychmiastowymi. Część natomiast emitowana jest z pewnym opóźnieniem. Opóźnienie to może sięgać nawet jednej minuty. Neutronów, które powstają z opóźnieniem powyżej 0,05 s, w produktach rozszczepienia jąder uranu ²³⁵U jest ok. 0,65-0,75%. Dla ²³⁹Pu wynosi 0,21%. Dla ²³³U, 0,264%.

Przyczyna opóźnienia

Jądro po rozszczepieniu, i ewentualnie emisji pierwszego natychmiastowego neutronu, pozostaje niestabilne i ulega ciągowi rozpadów β. Po niektórych z tych rozpadów jądro może być w tak wysokim stanie wzbudzenia, że emitowany jest kolejny neutron – właśnie neutron opóźniony.

Bibliografia

1. I.W. Sawieliew: Wykłady z fizyki 3. Wyd. 2. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1994, s. 301-302. ISBN 83-01-11605-6. 
2. Podstawy zapewnienia bezpieczeństwa elektrowni jądrowych. W: Andrzej Strupczewski: Awarie reaktorowe a bezpieczeństwo energetyki jądrowej. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1990, s. 26.  (pol.)