حرارة النيوترون: الفرق بين النسختين

[مراجعة غير مفحوصة][مراجعة غير مفحوصة]
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
AkhtaBot (نقاش | مساهمات)
ط تدقيق إملائي بالاعتماد على التعابير النمطية، يرجى الإبلاغ عن الأخطاء والاقتراحات
سطر 20:
'''النيوترون السريع''' هو نيترون حر لديها طاقة حركية تقارب 1 [[ميغا]] [[إلكترون فولت]] (أي يساوي 100 [[تيرا]] [[جول]] / [[كيلوغرام]]), ومن ثم تكون السرعة 14,000 [[كيلومتر]] / [[ثانية]]. سميت هذه النيوترونات ب[[نيوترون|النيوترون]]ات ''السريعة'' للتمييز بينها وبين النيوترونات الحرارية ذات الطاقة المنخفضة, والنيوترونات ذات الطاقة العالية الناتجة عن الهمرات والمعجلات الكونية. تتنتج النيوترونات السريعة عن طريق العمليات النووية مثل [[الانشطار النووي]].
 
عادةً ما تكون النيوترونات التي تأتي من [[إندماجاندماج نووي#معايير وترشيحات للتفاعلات الأرضية|تفاعلات الإندماجالاندماج]] لها طاقة أكبر من 1 ميغا إلكترون فولت; وأقصى حالة هي عند إندماجاندماج [[ديوتيريوم|الديوتيريوم]]-[[تريتيوم|التريتيوم]] التي تنتج نيوترونات لها طاقة تساوي 14.1 ميغا إلكترون فولت (أي يساوي 1400 تيرا جول/كيلوغرام, وتتحرك بسرعة 52,000 كيلو متر/ثانية، التي تساوي 17.3% من [[سرعة الضوء]]) والتي يمكن لها وبسهولة شطر [[يورانيوم-238]] و[[أكتينيدات|الأكتينيدات]] الغير-[[إنشطارانشطار نووي|إنشطاريةانشطارية]].
 
النيوترونات السريعة يمكن أن تتحول إلى نيوترونات حرارية عن طريق عملية بالتهدئة. وتقام هذه العملية باستخدام [[مهدئ النيوترون]]. في المفاعلات, تُستعمل [[ماء ثقيل|الماء الثقيل]] أو [[ماء خفيف|الماء الخفيف]] أو [[غرافيت|الغرافيت]] لتهدئة النيترونات.
سطر 26:
== النيوترونات الحرارية ==
'''النيوترون الحراري''' {{إنج|Thermal neutron}} هو نيوترون حر لها طاقة حركية تقدر بحوالي 0.025 [[إلكترون فولت|eV]] (أي ما يقارب 4.0×10<sup>−21</sup> [[جول|J]]; أو 2.4 MJ/kg, ومن ثم تكون سرعتها 2.2&nbsp;km/s)
و التي تعتبر الطاقة الأكثر إحتمالاًاحتمالاً عند درجة حرارة 290 كلفن (17 درجة مئوية أو 62 فهرنهايت), [[منوال]] [[توزيع ماكسويل-بولتزمان]] Maxwell–Boltzmann distribution عند هذه الدرجة الحرارية.<br />
إن طاقة الأكثر إحتمالاًاحتمالاً مختلفة عن [[وسط (إحصاء)|طاقة الوسط]], وكما هو موجود في توزيع ماكسويل-بولتزمان فأنها أكبر من طاقة النمط بمقدار 50%.
و بعد عدد من التصادمات مع الأنوية ([[تبعثر]]) في الوسيط ([[مهدئ النيوترون]]) في هذه الدرجة من الحرارة, تصل [[نيوترون|النيوترون]]ات إلى هذا المستوى من الطاقة, شريطة بألا تكون ممتصة.
 
سطر 33:
 
== المقارنة بين المفاعل السريع والمفاعل الحراري ==
إن أكثر [[مفاعل نووي|المفاعلات الإنشطاريةالانشطارية]] هي [[مفاعل حراري|مفاعلات حرارية]] التي تستعمل [[مهدئ النيوترون]] لإبطاء السرعات, أو ''تبطئ'' (باستعمال الطريقة الحرارية) النيوترونات الناتجة عن [[الإنشطارالانشطار النووي]]. إن عملية التهدئة تقوم بزيادة [[مقطع عرضي|مقطع الانشطار العرضي]] جوهرياً للنواة [[انشطار|الانشطارية]] مثل ال[[يورانيوم-235]] أو ال[[بلوتونيوم-239]]. بالإضافة إلى ذلك, فلدى ال[[يورانيوم-238]] طاقة أقل بكثير من ما هو مطلوب لأسر المقطع العرضي للنيترونات الحرارية, مما يسمح لكثير من النيوترونات بأن تسبب انشطاراً للأنوية واستمرار سلسلة التفاعل. تلك التأثيرات أجبرت المفاعلات الحرارية باستعمال [[يورانيوم مخصب|يورانيوم أقل تخصيباً]], أو حتى [[يورانيوم طبيعي]] مع تأثير المهدئات الأكثر كفاءةً مثل [[الماء الثقيل]] أو الغرافيت، مما يعني بأنها لن تميل إلى حبس النيوترونات.<ref>[http://www.world-nuclear.org/education/phys.htm Some Physics of Uranium. Accessed March 7, 2009]</ref>
 
إن ازدياد درجة حرارة الوقود تؤدي إلى ارتفاع قدرة إمتصاصامتصاص U-238 للنيوترونات حسب [[توسيع دوبلر]] Doppler broadening, منتجةً بذلك [[رد فعل سلبي]] يساعد على التحكم بالمفاعل. وأيضاً, عندما يدور المهدئ المبرّد (الماء الخفيف أو الثقيل على سبيل المثال), فإن غليان المبرد يتقوم بخفض كثافة المهدئ وتنتج ردة فعل سلبية. ([[معامل فارغ]] سلبي)
 
إن لدى نيوترونات الطاقة المتوسطة نسب أقل للإنشطارللانشطار أو للإلتقاطللالتقاط من النيوترونات الحرارية ومن النيوترونات السريعة في معظم أنواع الوقود ما عدا ال[[يورانيوم-233]] الناتج عن [[دورة الثوريوم]].
 
تستعمل [[مفاعل سريع|المفاعلات السريعة]] نيوترونات سريعة غير-مهدئة لتعزيز التفاعل وتستلزم من الوقود بأن تحتوي تركيز أعلى من المواد [[انشطار|الانشطارية]]. على أية حال, لدى النيوترونات السريعة نسبة أفضل في الانشطار أو في الالتقاط للعديد من النوكليدات, وتصدر كل انشطار سريع عدد كبير من النيوترونات, وبالتالي يمكن [[مفاعل سريع التوليد|للمفاعلات سريعة التوليد]] fast breeder reactor بأن "تولد" وقود انشطاري أكثر من ما تستهلك. إلا أن السيطرة على المفاعل تكون أكثر صعوبةً وذلك يعود إلى توسيع دوبلر منقوص وإلى نقص معامل الفراغ السلبي من المهدئ.