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