Поділ швидкими нейтронами

Поділ швидкими нейтронами — поділ ядра, який відбувається, коли важкий атом поглинає швидкий нейтрон (нейтрон високої енергії) й розпадається. Більшість речовин потребують для розщеплення теплових нейтронів, які рухаються повільніше.

Реактори на швидких і теплових нейтронах

Реактори на швидких нейтронах застосовують для виробництва енергії поділ швидкими нейтронами, на відміну від реакторів на теплових нейтронах. В останніх, щоб нейтрони поділяли ядра з більшою ймовірністю, їх потрібно сповільнювати, а сповільнювач може поглинати частину нейтронів. У реакторах на швидких нейтронах сповільнювача немає, тому вони ефективніші, що робить можливим реактор-розмножувач. Однак, для запуску реактора на швидких нейтронах потрібен високозбагачений уран чи плутоній, тоді як реактори на теплових нейтронах можуть працювати й на низькозбагаченому пальному.

Здатний до розщеплення, але не розщеплюваний

Деякі атоми, зокрема уран-238, зазвичай не діляться під дією повільних (теплових) нейтронів, але розщеплюються нейтронами досить високої енергії^[1]. Швидкі нейтрони, які утворюються внаслідок синтезу дейтерію та тритію, мають вищу енергію, ніж нейтрони, які утворюються в результаті поділу ядер (зокрема, в ядерних реакторах). Це дає змогу підвищити ефективність будь-якої термоядерної зброї простим доданням шарів природного (або навіть збідненого) урану. У багатьох конструкціях водневих бомб поділ урану-238 швидкими нейтронами забезпечує значну частину вибухової потужності та радіоактивного зараження.

Відмінності у продуктах поділу

Графік залежності виходу продуктів поділу^[en] від масового числа уламків поділу має два яскраво виражені, але досить плоскі піки приблизно від 90 до 100 і від 130 до 140. З тепловими нейтронами виходи продуктів поділу з масою між піками, таких як ^113mCd, ^119mSn, ^121mSn, ¹²³Sn, ¹²⁵Sb, ¹²⁶Sn і ¹²⁷Sb, дуже низькі.

Що вища енергія стану, за якого відбувається поділ ядра, то більша ймовірність симетричного поділу, отже, коли зростає енергія нейтрона^[en] та/або енергія атома, що ділиться, глибина долини між двома піками зменшується; наприклад, крива виходу від маси для ²³⁹Pu має мілкішу долину, ніж спостережувана для ²³⁵U із тепловими нейтронами. Криві поділу пізніших актиноїдів мають тенденцію до подальшого зменшення глибини долини. У крайніх випадках, таких як ²⁵⁹Fm, видно лише один пік.^{[джерело?]}

Примітки

1. H.W.B. Skinner, The A B C of nuclear weapons // The New Scientist, 26 February 1959, page 473—475: «(3) Dirty H-bombs»