النترونات الحرة
هي نترونات غير مربوطة بنواة الذرة
منابع النترونات الحرة : توجد حرة فقط في الاشعاع الكوني و من خلال الانشطار النووي أما النترونات الحرة الأخرى فتنشإ اصطناعيا نتيجة التفاعلات النووية
منابع النترونات :
المنبع المكون من البيريليوم و الاشعاع α :
Ra-226 →α + Rn-222
α + Be-9 → [ C-12] * → C-12 + n
استعملت هذه المنابع في المفاعلات النووية قديما لذا سميت بالمنابع الابتدائية و بسبب المدى الصغير للاشعاع α توجب استعمال مزيج من البيريليوم و الراديوم بشكل متجانس .
المنبع انتيموان -بيريليوم :
اذا اجتمع انتيموان مع بيريليوم -9 فان الفوتونات الناجمةعن *[ Te-128] تصدر نترونات لدى تفاعلها مع Be-9 والنواة المتبقية Be-9 تتفكك فورا الى جسيمين α اللذان يحرران نترونات إضافية بواسطة (α,n) مع Be-9:
γ + Be-9 → [ Be-9] * → Be-8 + n
Be-8 → 2α ,α + Be-9 → [ C-13] * → n +c-12
هذه المنابع تستخدم في المفاعلات الحالية ان Sb-124 غير موجود في الطبيعة وينتج من خلال شغل المفاعل وبسبب امكانية ولوج اشعة γ فتستعمل اسطوانة من الانتيموان منزلقة داخل اخرى من البيريليوم .
تخضع النترونات الحرة لثلاثة مقادير ذات أهمية في المفاعل النووي :
1-عدد النترونات : و يتمثل لحظيا في نظام محدد (المفاعل مثلا ) و هو رقم عديم الأبعاد
2-الكثافة النترونية : هي عدد النترونات الموجودة في واحدة الحجم لنظام ما وهي تقاس عادة بعدد النترونات للسنتيمر المكعب
n▫ = n / v
n ▫ الكثافة النترونية [ cm-3 ]
n عدد النترونات
v حجم النظام المفاعل مثلا [ cm3 ]
3- كثافة التدفق النتروني : بما إن النترونات الحرة هي غير ساكنة و إنما تتحرك بسرعة عالية نسبيا فاننا نصف عددها بمفهوم كثافة التدفق النتروني و هو يقاس بعدد عدد النترونات للسنتيمر المربع و الثانية .
وهي عبارة عن عدد النترونات التي تلج خلال ثانية من كرة مقطعها يساوي واحد سنتيمتر مربع و هي تعتمد على الكثافة النترونية و على سرعة النترونات v:
Φ = n▫ × v
الرجوع إلى الأعلى
التبعثر المرن وغير المرن للنترونات :
التبعثر النتروني : يحدث عندما تمتص النواة الهدف النترون و نجم عن ذلك نواة وسيطية أصدرت بدورها نترونا
الامتصاص النتروني : إذا لم تصدر النواة الوسيطية نترونا وإ نما جسيما آخر…………
التبعثر المرن ( n,n ):
n + pNa → [ p N a+1] * → pNa + n
أي يمتص النترون من قبل النواة الهدف مصادفة و تعطي النواة الوسيطية طاقنها التحريضية بإصدار نترون آخرتتوزع طاقة النترون الداخل على النواة المتبقية والنترون الناتج ، لدى تصادم مرن مع نواة خفيفة يحمل اليها هذا وسطيا" كثير من الطاقة ، وبالعكس لدى تصادم مرن مع نواة ثقيلة يحمل اليها هذا وسيطيا"قليل من الطاقة .
ويحصل التبعثر المرن لدى النترونات ذات الطاقة الأقل (بحدود الالكترون فولط ).
واحتمال التبعثر التفاعل من أجل جميع النوى عالي وله ذات القيمة ، وان النترونات المكتبحة والحرارية تحدث في المفاعل تبعثرات مرنة .
وهناك أيضا" تبعثر مرن لدى النوى ينحرف فيها مسار النترون عند اصطدامه دون تشكل نواة وسيطة ويسمى هذا بالتبعثر الكموني .
التبعثر غير المرن ( n,nγ):
n + pNa → [ p N a+1] * → pNa + n + γ
جزء من الطاقة الحركية للنترون يوظف لتحريض النواة المتبقية والضياع الطاقي للنترون يجب أن يطابق على الأقل مستوي التحريض الاول للنواة المتبقية ويطهر هذا التفاعل لدى النترونات السريعة فقط (me.v) التي تتجاوز طاقة العتبة المسارية لمستوي تحريض النواة المتبقية ،النواة المتبقية تعود لحالتها الأساسية من خلال (γ ) وتكتبح النترونات السريعة من خلال التبعثر غير المرن
الأسر النتروني ( n,γ):
n + pNa → [ p N a+1] * → pNa + γ
يؤسر النترون من قبل النواة مصادفة و تتحرض بذلك النواة الوسيطية و تعطي طاقة تحريضها على شكل اشعاعات غاما
التفاعل (n,p)والتفاعل (n,α):
التفاعل (n,p):
n + pNa → [ p N a+1] * → p-1Na + p
يمتص النترون من قبل النواة مصادفة و تتحرض بذلك النواة الوسيطية و تعطي طاقة تحريضها من خلال انبعاث بروتون واحد
اما النواة المتبقية فانها تنتمي لعنصر اخر عدد بروتوناته اقل ويمكن ان يكون مستقرا او غير مستقرا
التفاعل (n,α):
n + pNa → [ p N a+1] * → p-4Na -3 + α
يمتص النترون من قبل النواة مصادفة و تتحرض بذلك النواة الوسيطية و تعطي طاقة تحريضها من خلال انبعاث α و التفاعل هذا يظهر على العموم لدى النوى الخفيفة وهو بمثابة منافس للتفاعل (n,γ) .
الانشطار النووي (n,f):
n + pNa → [ p N a+1] * → p-sNa-d + sNd
تتمتص النوترونات من قبل النواة مصادفة فتتحرض النواة الوسيطية لتنقسم لحظيا الى جزئين يسميان شظايا الانشطار تحتويان فائضا عاليا من النيوترونات تتحرر لدى كل انشطار طاقة كبيرة تقدر ب200 mev وتتحول الى حرارة في مفاعل نووي يظهر(n,f) لدى بعض النوى الثقيلة جدا كمنافس ل(n,γ)
بارك الله فيك
