WikiDer > Эмиссия нейтронов

Neutron emission

Эмиссия нейтронов это режим радиоактивный распад в котором один или несколько нейтроны выброшены из ядро. Это происходит в наиболее богатых нейтронами / протонодефицитных нуклиды, а также от возбужденных состояний других нуклидов, как в фотонейтронное излучение и испускание бета-запаздывающих нейтронов. Поскольку в этом процессе теряется только нейтрон, количество протоны остается неизменным, и атом не становится атомом другого элемента, а другого изотоп того же элемента.

Нейтроны также производятся в спонтанный и индуцированное деление некоторых тяжелых нуклидов.

Спонтанное нейтронное излучение

Как следствие Принцип исключения Паули, ядра с избытком протонов или нейтронов имеют более высокую среднюю энергию на нуклон. Ядра с достаточным избытком нейтронов имеют большую энергию, чем комбинация свободного нейтрона и ядра с одним нейтроном меньше, и поэтому могут распадаться с испусканием нейтронов. Ядра, которые могут распадаться в результате этого процесса, описываются как лежащие за пределами капельная линия нейтронов.

Два примера изотопов, испускающих нейтроны: бериллий-13 (распадаясь на бериллий-12 со средней жизнью 2.7×10⁻²¹ s) и гелий-5 (гелий-4, 7×10⁻²² s).^[1]

В таблицах режимов ядерного распада нейтронное излучение обычно обозначается аббревиатурой п.

Излучатели нейтронов слева от нижней пунктирной линии (см. Также: Таблица нуклидов)
Z →	0	1	2
п ↓	п	ЧАС	Он	3	4	5
0		¹ЧАС		Ли	Быть	B	6
1	¹п	²ЧАС	³Он	⁴Ли	⁵Быть	⁶B	C	7
2		³ЧАС	⁴Он	⁵Ли	⁶Быть	⁷B	⁸C	N	8
3		⁴ЧАС	⁵Он	⁶Ли	⁷Быть	⁸B	⁹C	¹⁰N	О	9
4		⁵ЧАС	⁶Он	⁷Ли	⁸Быть	⁹B	¹⁰C	¹¹N	¹²О	F	10			13
5		⁶ЧАС	⁷Он	⁸Ли	⁹Быть	¹⁰B	¹¹C	¹²N	¹³О	¹⁴F	Ne	11	12	Al
6		⁷ЧАС	⁸Он	⁹Ли	¹⁰Быть	¹¹B	¹²C	¹³N	¹⁴О	¹⁵F	¹⁶Ne	Na	Mg	¹⁹Al	14
		7	⁹Он	¹⁰Ли	¹¹Быть	¹²B	¹³C	¹⁴N	¹⁵О	¹⁶F	¹⁷Ne	¹⁸Na	¹⁹Mg	²⁰Al	Si
		8	¹⁰Он	¹¹Ли	¹²Быть	¹³B	¹⁴C	¹⁵N	¹⁶О	¹⁷F	¹⁸Ne	¹⁹Na	²⁰Mg	²¹Al	²²Si
			9	¹²Ли	¹³Быть	¹⁴B	¹⁵C	¹⁶N	¹⁷О	¹⁸F	¹⁹Ne	²⁰Na	²¹Mg	²²Al	²³Si
				10	¹⁴Быть	¹⁵B	¹⁶C	¹⁷N	¹⁸О	¹⁹F	²⁰Ne	²¹Na	²²Mg	²³Al	²⁴Si
				11	¹⁵Быть	¹⁶B	¹⁷C	¹⁸N	¹⁹О	²⁰F	²¹Ne	²²Na	²³Mg	²⁴Al	²⁵Si
				12	¹⁶Быть	¹⁷B	¹⁸C	¹⁹N	²⁰О	²¹F	²²Ne	²³Na	²⁴Mg	²⁵Al	²⁶Si
						13	¹⁹C	²⁰N	²¹О	²²F	²³Ne	²⁴Na	²⁵Mg	²⁶Al	²⁷Si
						14	²⁰C	²¹N	²²О	²³F	²⁴Ne	²⁵Na	²⁶Mg	²⁷Al	²⁸Si

Двойное нейтронное излучение

Некоторые изотопы, богатые нейтронами, распадаются при испускании двух или более нейтронов. Например, водород-5 и гелий-10 распадаются с испусканием двух нейтронов, водород-6 с испусканием 3 или 4 нейтронов, а водород-7 с испусканием 4 нейтронов.

Фотонейтронное излучение

Некоторые нуклиды могут быть побуждены к выбросу нейтрона с помощью гамма-излучение. Один из таких нуклидов ⁹Быть; его фоторасщепление имеет большое значение в ядерной астрофизике и связано с изобилием бериллия и последствиями нестабильности ⁸Быть. Это также делает этот изотоп полезным в качестве источника нейтронов в ядерных реакторах.^[2] Еще один нуклид, ¹⁸¹Та, также известно, что он легко распадается на свету; этот процесс считается ответственным за создание ^{180 м}Та, единственный изначальный ядерный изомер и самые редкие первичный нуклид.^[3]

Эмиссия бета-запаздывающих нейтронов

Эмиссия нейтронов обычно происходит от ядер, которые находятся в возбужденном состоянии, например возбужденном состоянии. ¹⁷O * образуется в результате бета-распада ¹⁷N. Сам процесс нейтронной эмиссии контролируется ядерная сила и поэтому очень быстро, иногда его называют «почти мгновенным». Этот процесс позволяет нестабильным атомам стать более стабильными. Выброс нейтрона может быть результатом движения многих нуклонов, но в конечном итоге он опосредуется отталкивающим действием ядерной силы, которая существует на чрезвычайно коротких расстояниях между нуклонами.

Запаздывающие нейтроны в управлении реактором

Большая часть нейтронного излучения, помимо производства мгновенных нейтронов, связанного с делением (индуцированным или спонтанным), происходит от тяжелых изотопов нейтронов, образующихся в виде продукты деления. Эти нейтроны иногда испускаются с задержкой, что дает им термин запаздывающие нейтроны, но фактическая задержка их производства - это задержка в ожидании бета-распад продуктов деления для получения ядерных предшественников в возбужденном состоянии, которые немедленно испускают мгновенные нейтроны. Таким образом, задержка испускания нейтронов связана не с процессом производства нейтронов, а с его предшественником бета-распадом, который контролируется слабым взаимодействием и, следовательно, требует гораздо большего времени. Периоды полураспада бета-распада предшественников радиоизотопов с запаздывающими нейтронами обычно составляют от долей секунды до десятков секунд.

Тем не менее, запаздывающие нейтроны, испускаемые богатыми нейтронами продукты деления помощь в контроле над ядерные реакторы заставляя реактивность изменяться намного медленнее, чем если бы она контролировалась только мгновенными нейтронами. Около 0,65% нейтронов выделяется в ядерная цепная реакция с запаздыванием из-за механизма испускания нейтронов, и именно эта доля нейтронов позволяет управлять ядерным реактором в масштабе времени реакции человека, не переходя к срочный критический состояние, и побеги тают.

Эмиссия нейтронов при делении

Индуцированное деление

Синонимом такого нейтронного излучения является "мгновенный нейтрон"производство того типа, который, как известно, происходит одновременно с индуцированными ядерное деление. Индуцированное деление происходит только при бомбардировке ядра нейтронами, гамма-лучами или другими носителями энергии. Многие тяжелые изотопы, особенно калифорний-252, также испускают мгновенные нейтроны среди продуктов аналогичного процесса спонтанного радиоактивного распада, спонтанное деление.

Самопроизвольное деление

Самопроизвольное деление происходит, когда ядро разделяется на два (иногда три) меньшие ядра и, как правило, один или несколько нейтронов.

Смотрите также

использованная литература

^ «Эмиссия нейтронов» (веб-страница). Получено 2014-10-30.
^ Одсурен, М .; Katō, K .; Kikuchi, Y .; Aikawa, M .; Мио, Т. (2014). «Резонансная задача о низколежащем резонансном состоянии в системе 9Be» (PDF). Journal of Physics: Серия конференций. 569: 012072. Дои:10.1088/1742-6596/569/1/012072.
^ Utsonomiya, H .; Akimune, H .; Goko, S .; Yamagata, T .; Охта, М .; Ohgaki, H .; Toyokawa, H .; Sumiyoshi, K .; Луи, Ю.-В. (2002). "Фотонейтронные сечения для ядерной астрофизики". Журнал ядерной науки и технологий. Приложение 2: 542–545. Дои:10.1080/00223131.2002.10875158.

внешние ссылки

"Почему некоторые атомы радиоактивны?" EPA. Агентство по охране окружающей среды, н.д. Интернет. 31 октября 2014 г.
ЖИВАЯ карта нуклидов - МАГАТЭ с фильтром по затуханию испускания запаздывающих нейтронов
Данные о структуре и распаде ядра - МАГАТЭ с запросом об энергии разделения нейтронов

[1] «Эмиссия нейтронов» (веб-страница). Получено 2014-10-30.

[9Ber-2] Одсурен, М .; Katō, K .; Kikuchi, Y .; Aikawa, M .; Мио, Т. (2014). «Резонансная задача о низколежащем резонансном состоянии в системе 9Be» (PDF). Journal of Physics: Серия конференций. 569: 012072. Дои:10.1088/1742-6596/569/1/012072.

[3] Utsonomiya, H .; Akimune, H .; Goko, S .; Yamagata, T .; Охта, М .; Ohgaki, H .; Toyokawa, H .; Sumiyoshi, K .; Луи, Ю.-В. (2002). "Фотонейтронные сечения для ядерной астрофизики". Журнал ядерной науки и технологий. Приложение 2: 542–545. Дои:10.1080/00223131.2002.10875158.

[1]

[2]

[3]

Navigation