ระดับความร้อนของนิวตรอน

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
กราฟแสดงฟังก์ชันความหนาแน่นความน่าจะเป็นอัตราเร็วของอัตราเร็วของแก๊สมีตระกูลสองสามชนิดที่อุณหภูมิ 298.15 K (25 C) การกระจายอัตราเร็วที่คล้ายกันได้จากนิวตรอนบนตัวหน่วง

ระดับความร้อนของนิวตรอน (neutron temperature) หรือ พลังงานนิวตรอน (neutron energy) แสดงถึงพลังงานจลน์ของนิวตรอนอิสระ ปกติใช้หน่วยอิเล็กตรอนโวลต์ การกระจายของพลังงานนิวตรอนสามารถอธิบายด้วยการกระจายตัวของแมกซ์เวลล์ (Maxwellian distribution) สำหรับการเคลื่อนที่เชิงความร้อน พลังงานจลน์, อัตราเร็วและความยาวคลื่นของนิวตรอนเป็นไปตามความสัมพันธ์ของเดอ เบรย (De Broglie relation)

ขอบเขตการกระจายตัวของพลังงานนิวตรอน[แก้]

ตัวหน่วงและอื่นๆ ขอบเขตหรือการกระจายตัวของพลังงานนิวตรอนที่ไม่ใช่นิวตรอนร้อน ถูกแสดงตามด้านล่าง:

  • นิวตรอนเร็ว (Fast neutrons) มีพลังงานมากกว่า 1 eV, 0.1 MeV หรือประมาณ 1 MeV ขึ้นกับนิยาม
  • นิวตรอนช้า (Slow neutrons) มีพลังงานน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.4 eV
  • เอพิเทอร์มัลนิวตรอน (Epithermal neutrons) มีพลังงานจาก 0.025 ถึง 1 eV
  • นิวตรอนร้อน (Hot neutrons) มีพลังงานประมาณ 0.2 eV
  • นิวตรอนความร้อน (Thermal neutrons) มีพลังงานประมาณ 0.025 eV
  • นิวตรอนเย็น (Cold neutrons) มีพลังงานจาก 5x10-5 eV ถึง 0.025 eV
  • Very cold neutrons มีพลังงานจาก 3x10-7 eV ถึง 5x10-5 eV
  • Ultra cold neutrons มีพลังงานน้อยกว่า 3x10-7 eV
  • Continuum region neutrons มีพลังงานจาก 0.01 MeV ถึง 25 MeV
  • Resonance region neutrons มีพลังงานจาก 1 eV ถึง 0.01 MeV
  • Low energy region neutrons มีพลังงานน้อยกว่า 1 eV

นิวตรอนเร็ว[แก้]

นิวตรอนเร็วคือนิวตรอนอิสระที่มีพลังงานจลน์ประมาณ 1 MeV (100 TJ/kg), มีความเร็ว 14,000 km/s ที่ใช้คำว่านิวตรอนเร็วก็เพื่อให้แตกต่างจากนิวตรอนความร้อนพลังงานต่ำ (lower-energy thermal neutrons) และ นิวตรอนพลังงานสูง (high-energy neutrons) ที่ถูกสร้างในลำรังสีคอสมิกหรือตัวเร่ง นิวตรอนเร็วสร้างจากกระบวนการทางนิวเคลียร์ เช่น การแบ่งแยกนิวเคลียส

นิวตรอนจากปฏิกิริยาฟิวชัน ทั่วไปแล้วมีพลังงานมากกว่า 1 MeV โดยเฉพาะในกรณีฟิวชันดิวเทอเรียม-ทริเทียมจะให้นิวตรอนที่มีพลังงาน 14.1 MeV (1400 TJ/kg, ความเร็ว 52,000 km/s, 17.3% ของอัตราเร็วของแสง) นั้นสามารถแตกตัวนิวเคลียสยูเรเนียม-238และแอกทิไนด์อื่นที่ไม่ใช่วัสดุฟิสไซล์ได้อย่างง่ายดาย

นิวตรอนเร็วสามารถสร้างจากนิวตรอนความร้อนร่วมกับตัวหน่วงนิวตรอน ซึ่งมีการใช้วิธีนี้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบน้ำมวลหนัก, น้ำมวลเบา, หรือแกรไฟต์

นิวตรอนความร้อน[แก้]

นิวตรอนความร้อน คือนิวตรอนอิสระที่มีพลังงานจลน์ประมาณ 0.025 eV (ประมาณ 4.0×10-21 J; 2.4 MJ/kg, มีความเร็ว 2.2 km/s) ซึ่งเป็นพลังงานที่สอดคล้องกับอัตราเร็วความน่าจะเป็นที่อุณหภูมิ 290 K (17°C หรือ 62°F) ตามฐานนิยมของการกระจายตัวของแมกซ์เวลล์

พลังงานความน่าจะเป็นคือความแตกต่างจากพลังงานที่สอดคล้องอัตราเร็วความน่าจะเป็นและจากพลังงานค่าเฉลี่ย พลังงานความน่าจะเป็นคือครึ่งหนึ่งของพลังงานสอดคล้องอัตราเร็วความน่าจะเป็น ขณะที่พลังงานค่าเฉลี่ยมีค่ามากกว่า 50% ของพลังงานสอดคล้องอัตราเร็วความน่าจะเป็น

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]