Kluczowa różnica między wychwytywaniem a absorpcją neutronów polega na tym, że wychwytywanie neutronów odnosi się do połączenia neutronu i ciężkiego jądra poprzez zderzenie, podczas gdy absorpcja neutronów odnosi się do tworzenia złożonego jądra, gdy jądro całkowicie pochłania neutron.
Wychwytywanie i absorpcja neutronów to dwa rodzaje reakcji jądrowych. Oba te procesy obejmują połączenie jądra i neutronu w celu utworzenia jądra złożonego; jednak metody łączenia różnią się od siebie. W procesie wychwytywania neutronów dochodzi do zderzenia, natomiast w procesie absorpcji neutronów do rozszczepienia.
Co to jest wychwytywanie neutronów?
Wychwytywanie neutronów to technika stosowana w reaktorach jądrowych, w której jądro atomowe zderza się z neutronem o dużej prędkości. Tutaj jądro atomowe ciężkiego pierwiastka zderza się z jednym lub większą liczbą neutronów i łączy się, tworząc cięższe jądro atomowe. Tak więc proces ten jest bardzo ważny w kosmicznej nukleosyntezie.
Neutron nie ma ładunku elektrycznego. Oznacza to, że neutrony są neutralne (co doprowadziło do nazwania ich neutronami). W związku z tym mogą łatwo dostać się do obcego jądra atomowego. Gdyby były naładowane dodatnio jako protony, to protony już obecne w jądrach będą odpychać nadchodzące neutrony.
W systemach, w których możemy obserwować niewielki strumień neutronów (np. reaktor jądrowy), jądro atomowe wychwytuje pojedynczy neutron (inny niż wychwytywanie dwóch lub więcej neutronów). Na przykład, gdy naturalnie występujące izotopy złota są napromieniowane przez neutrony, niestabilny izotop złota tworzy się w stanie wzbudzonym, który następnie szybko ulega rozpadowi radioaktywnemu, aby uzyskać stan podstawowy. Tutaj liczba masowa wzrasta o jeden, ponieważ 197Au zamienia się na 198Au. Promienie gamma są emitowane podczas procesu rozpadu promieniotwórczego. Co więcej, jeśli użyjemy neutronów termicznych w tym strumieniu neutronów, proces ten nazywa się raczej wychwytywaniem termicznym niż wychwytywaniem neutronów.
Rysunek 01: Proces wychwytywania neutronów w gwiazdach
W systemach, w których możemy obserwować wysoki strumień neutronów, takich jak gwiazdy, jądra atomowe nie mają czasu na rozpad radioaktywny między procesami wychwytywania neutronów. Dlatego liczba masowa jąder atomowych rośnie stopniowo, a nie maleje jak w reaktorach jądrowych. Jednak liczba atomowa pozostaje taka sama, ponieważ protony nie są zaangażowane w ten proces. Stąd możemy zaobserwować ten sam pierwiastek chemiczny (rodzaj pierwiastka zależy od liczby atomowej).
Co to jest absorpcja neutronów?
Absorbcja neutronów to technika stosowana w reaktorach jądrowych, w której atom całkowicie pochłania neutron, tworząc złożone jądro. Jest to najważniejszy rodzaj reakcji jądrowej, jaki stosujemy w reaktorach jądrowych. Tutaj sposób rozpadu nowo utworzonego jądra atomowego nie zależy od sposobu, w jaki nastąpiła absorpcja neutronów. W związku z tym możemy zaobserwować różnorodne emisje, po których następuje absorpcja. Np. wychwytywanie radioaktywne powoduje promieniowanie gamma.
Ogólnie rzecz biorąc, końcowy produkt reakcji absorpcji neutronów ma tendencję do dzielenia się na dwie części, uwalniając pewną ilość neutronów i znaczną ilość energii. Proces ten przede wszystkim podąża za kinetykami reakcji rozszczepienia.
Jaka jest różnica między wychwytywaniem a absorpcją neutronów?
Wychwytywanie i absorpcja neutronów to dwa rodzaje reakcji jądrowych. Kluczowa różnica między wychwytywaniem a absorpcją neutronów polega na tym, że wychwytywanie neutronów odnosi się do połączenia neutronu i ciężkiego jądra w wyniku zderzenia, podczas gdy absorpcja neutronów odnosi się do tworzenia jądra złożonego, gdy jądro całkowicie pochłania neutron.
Ponadto inną istotną różnicą między wychwytywaniem a absorpcją neutronów jest to, że w procesie wychwytywania neutronów dochodzi do zderzenia, podczas gdy w procesie absorpcji neutronów następuje rozszczepienie.
Podsumowanie – Wychwytywanie neutronów kontra absorpcja
Wychwytywanie i absorpcja neutronów to dwa rodzaje reakcji jądrowych. Kluczowa różnica między wychwytywaniem a absorpcją neutronów polega na tym, że wychwytywanie neutronów odnosi się do połączenia neutronu i ciężkiego jądra w wyniku zderzenia, podczas gdy absorpcja neutronów odnosi się do tworzenia jądra złożonego, gdy jądro całkowicie pochłania neutron.
