Neutronový tok, φ, je skalární veličina používaná v jaderné fyzice a reaktorové fyzice. Neutronový tok udává počet neutronů, který projde arbitrárně zvoleným průřezem v jakémkoliv směru v daném čase. Ekvivalentně jej lze definovat jako součin neutronové hustoty a jejich rychlosti. Obvyklá jednotka je cm−2 s−1 (neutrony na centimetr čtvereční za sekundu).[1][2]
Fluence neutronů je definována jako tok neutronů integrovaný za určité časové období, takže jeho obvyklá jednotka je cm−2 (neutrony na centimetr čtvereční).[1]
Podrobnější informace naleznete v článku Neutronové záření.
Neutronový tok v asymptotických obřích hvězdách a supernovách je zodpovědný za většinu přirozené nukleosyntézy produkující prvky těžší než železo. Ve hvězdách je relativně nízký tok neutronů v řádu 105 až 1011 cm−2 s−1, což má za následek nukleosyntézu s-procesem (pomalý proces záchytu neutronů). Naproti tomu během supernovy dochází k extrémně vysokému toku neutronů, řádově 10 32 cm−2 s−1,[3] což vede k nukleosyntéze r-procesem (rychlý proces záchytu neutronů).
Zemský atmosférický tok neutronů, zřejmě z bouřek, může dosáhnout úrovní 3·10−2 až 9·10 cm−2 s−1. Nedávné výsledky[4] (původními badateli považované za neplatné[5]) získané s nestíněnými scintilačními neutronovými detektory však ukazují pokles toku neutronů během bouřek. Podle nedávného výzkumu blesky naopak generují 1013 až 1015 neutronů na výboj prostřednictvím fotonukleárních procesů.[6]
Podrobnější informace naleznete v článku Neutronové záření.
Mezi umělé toky neutronů patří toku neutronů, které jsou vyrobeny člověkem, buď jako vedlejší produkt (například jaderných zbraní nebo jaderné energie), nebo pro konkrétní aplikaci, například z výzkumného reaktoru nebo ze spalační reakce. Tok neutronů se často používá k zahájení štěpení nestabilních velkých jader. Volný neutron může způsobit, že se jádro stane nestabilním, což způsobí jeho rozpad (štěpení) za vzniku stabilnějších produktů. Tento efekt je využíván v štěpných reaktorech a jaderných zbraních.[7]
Uvnitř jaderného štěpného reaktoru je neutronový tok nejdůležitější měřenou veličinou. Distribuce neutronového toku udává neutronový tok v celém objemu reaktoru jako funkci rozměrů. V jaderných reaktorech se nejčastěji měří axiální a radiální distribuce neutronového toku. Typicky nejsilnější neutronový tok nastává uprostřed aktivní zóny reaktoru a směrem k okrajům se snižuje. Kvůli nerovnoměrnému ohřívání paliva je však tento jev kompenzován zvýšeným obohacením paliva na okraji aktivní zóny. Čím vyšší je tok neutronů, tím větší je pravděpodobnost, že dojde k jaderné reakci, protože oblastí prochází více neutronů za jednotku času.[8]
Fluence neutronů stěny reaktorové nádoby
Reaktorová nádoba typické jaderné elektrárny ( PWR ) vydrží za 40 let (32 plných reaktorových let) provozu fluenci neutronů přibližně 6,5×1019 cm−2 (E > 1 MeV ).[9] Neutronový tok způsobuje, že nádoby reaktoru trpí neutronovým křehnutím.[7]
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
