什么是中子核反应-定义

核反应，发生的时间与运输的时间穿过原子核的入射粒子(~10^-22年,被称为直接的反应．相互作用时间是确定反应机理的关键。极短的相互作用时间允许相互作用只有一个核子(在极端的情况下)。事实上，在所有的反应中总会有一些非直接的(多个核间相互作用)成分，但直接反应有这个成分的限制。为了限制多个核间相互作用的可用时间，反应必须发生在高能源．

直接反应还有一个很重要的性质。直接反应的产物在角度上不是各向同性分布的，但他们专注于未来。这反映了这样一个事实:弹丸只与目标核中的核子发生一次或很少的碰撞，而且它的前进动量没有转移到整个复合状态。

与复合核反应相比，直接反应的截面随能量变化平缓而缓慢，其截面与靶核的几何截面相当。

直接反应的类型:

• 弹性散射在这种情况下，经过的粒子和靶体都保持在基态。
• 非弹性散射一个经过的粒子改变了它的能量状态。例如(p, p ')反应。
• 转移反应一个或多个核子转移到另一个核子上。这些反应可进一步分类为:
  • 剥离反应一个或多个核子从经过的粒子转移到目标核上。例如(d, p)反应中的中子剥离。
  • 传感器的反应一个或多个核子从目标核转移到经过的粒子上。例如(p, d)反应中的中子拾取
• 拆分反应弹丸破碎成两个或多个碎片的过程。
• 淘汰赛的反应在这种情况下，一个核子或一个轻团簇通过与目标的碰撞而从弹丸中移除。

例子:快中子与同位素的阈值反应¹⁰B是其中的一种方式，放射性氚如何在初级回路中全部存在pwr是生成的。

复合核模型(复合核形成的思想)是由丹麦物理学家提出的尼尔斯·玻尔在1936年。该模型假定入射粒子与靶核成正比无法区分碰撞后和共同构成了特殊激发态的原子核——复合原子核。为了使弹丸变得不可分辨，它必须与目标核的组成核子发生碰撞，直到它失去入射能量为止。事实上很多这样的碰撞会导致完整的热平衡在复合核内部。复合核被弹丸的动能和结合能所激发。

这个复合系统是相对较长时间粒子-目标复合系统的中间状态，从定义来看，复合核的寿命必须至少是入射粒子穿过核的时间(~10^-22年s).复合核反应的时间尺度为10量级^-18年s - 10^-16年十岁，但一生十岁^-14年S也被观察到。

复合核内部热平衡的一个重要特征和直接结果是的衰变模式复合核不取决于复合核的形成方式吗．核子之间的大量碰撞导致了信息丢失在系统的入口通道上。主导C*衰变的衰变机制(通道)是由C*中的激发能决定的。

这些反应可视为两个阶段的过程。

• 第一阶段是形成以σ表示的复合核_{+ X➝C *}
• 第二阶段是用P表示的复合核的衰变_{C *➝b + Y}
• 某反应a+X➝[C*]➝b+Y的结果截面用σ表示_{(a, b)}=σ_{+ X➝C *}．P_{C *➝b + Y}

对于复合核山峰横截面是典型的。每一个峰都表现出一种特殊的核复合状态。这些峰和相关的复合核通常被称为共振．两个共振之间截面的特性通常受到附近共振的影响。

共振(特定的复合状态)是在中子核反应，但它绝不限于中子核反应．共振的形成是由核力的量子性质．每个核反应都是不同量子离散态或能级之间的跃迁。能量跃迁的离散性质起着关键作用。如果弹丸的能量(Q值与弹丸的动能之和)与目标核的能量等于某一激发态下的复合核，就会产生共振，并在截面上出现峰值。对于光核，该能量区域的允许态密度要低得多，态间的“距离”要高得多。对于重核，如²³⁸U，在中子吸收截面上可以观察到较大的共振区域。

很明显，在较低的激发能下观察到复合态(共振)。这是由于状态之间的能量差距很大。在高激发能下，两种复合态之间的间隙很小，共振宽度可达到共振距离的数量级。因此，在高能量时，不可能观察到共振，该能量区域的截面是连续的和光滑的。

ENDF / B-VII.1核数据图书馆

一般来说,一个中子散射当靶核发出一个中子在中子-核相互作用之后。在一个弹性散射反应在中子和靶核之间，没有能量转移到核激发。

在一个非弹性散射反应在中子和靶核之间，入射中子的一些能量被吸收到反冲的核和靶核之间原子核保持在激发态．因此而动量是守恒的在非弹性碰撞中，“系统”的动能是不守恒的．

中子吸收反应发生在体内的最重要的反应类型是核反应堆．吸收反应是中子被完全吸收的反应形成复合核．这是非常重要的特征，因为的衰变模式这样的复合核并不取决于复合核的形成方式。因此，各种各样的排放或衰变可能随之而来。最重要的吸收反应按出口通道分为以下两个反应:

• 辐射俘获。大多数吸收反应的结果是失去一个中子，同时产生一个或多个中子伽马射线．这被称为俘获反应，表示为σ_γ．

• 中子诱发裂变反应。一些核(可裂变核)可接受裂变事件，导致两个或更多裂变碎片(中等原子量的原子核)和一些中子．在可裂变物质中，中子可能被捕获，也可能引起核裂变。对于可裂变材料，我们将吸收截面划分为σ_一个=σ_γ+σ_f．

中子捕获有一种可能吗吸收反应这可能发生。事实上,对于non-fissionable核这是唯一可能的吸收反应。俘获反应导致a的损失中子与一个或多个的生产相结合伽马射线．这个捕获反应也被称为辐射俘获或γ(n)的反应,它的横截面用σ_γ．

辐射捕获在这个反应中，入射的中子被完全吸收复合核就形成了。那么复合核衰变到基态伽马辐射．这个过程可以在任何事件中发生中子的能量，但相互作用的概率很大程度上取决于入射中子能量还有关于目标的能量(温度)。事实上，质心系统的能量决定了这个概率。

核裂变是一个核反应原子的原子核分裂变成更小的部分(较轻的核)。裂变过程经常产生自由中子而且光子的形式伽马射线)，并释放一个大量的能量．在核物理中，核裂变是要么是核反应 或者放射性衰变过程．衰变过程的情况被称为自发裂变这是一个非常罕见的过程。

虽然中子发射通常与核衰变有关，那一定还与什么有关呢中子核反应．有些中子与靶核通过a相互作用复合核．在这些复合核反应中，也有从核中射出中子的反应，它们可称为中子发射反应．关键是，复合核在某种程度上失去了激发能，这和放射性衰变是一样的。非常重要的一点是的衰变模式复合核并不取决于复合核的形成方式。

带电粒子反应通常与形成复合核，这是兴奋的高能级，即这样的复合核能喷射出新的带电粒子吗虽然这一事件中子留在细胞核中．在新粒子被弹出后，剩下的原子核完全改变，但可能存在或不存在激发态，这取决于反应的质量-能量平衡。这种反应是更常见的带电粒子是入射粒子(如阿尔法粒子质子等等)。

的情况下中子诱导的带电粒子反应不是很常见，但有一些中子诱发的带电粒子反应，在反应性控制也在中子的探测．