Введение
Общее расстояние, пройденное нейтронами внутри объема за определенный период времени.
Нейтронный поток – скалярная величина, используемая в ядерной физике и физике ядерных реакторов. Он представляет собой суммарное расстояние, пройденное всеми свободными нейтронами в единицу времени и на единицу объема.
Природный поток нейтронов
Нейтронный поток в звездах асимптотической ветви гигантов и в сверхновых отвечает за большую часть естественного нуклеосинтеза, производящего элементы тяжелее железа. В звездах наблюдается относительно низкий нейтронный поток порядка от 10⁵ до 10¹¹ см⁻² с⁻¹, что приводит к нуклеосинтезу посредством s-процесса (процесса медленного захвата нейтронов). В отличие от этого, после коллапса ядра сверхновой наблюдается чрезвычайно высокий нейтронный поток порядка 10³² см⁻² с⁻¹, что приводит к нуклеосинтезу посредством r-процесса (процесса быстрого захвата нейтронов). Нейтронный поток в атмосфере Земли, предположительно вызванный грозами, может достигать уровней от 3·10⁻² до 9·10¹ см⁻² с⁻¹. Однако недавние результаты (признанные недействительными самими исследователями), полученные с помощью незащищенных сцинтилляционных нейтронных детекторов, указывают на снижение нейтронного потока во время гроз. Недавние исследования, по-видимому, подтверждают, что молния генерирует 10¹³–10¹⁵ нейтронов на разряд посредством фотоядерных процессов.
Искусственный поток нейтронов
Искусственный нейтронный поток – это нейтронный поток, созданный искусственно, будь то как побочный продукт от производства оружия или ядерной энергии, или для конкретного применения, например, в исследовательском реакторе или в результате спалляции. Поток нейтронов часто используется для инициирования деления нестабильных тяжелых ядер. Дополнительный(ые) нейтрон(ы) могут сделать ядро нестабильным, вызывая его распад (деление) с образованием более стабильных продуктов. Этот эффект необходим в ядерных реакторах и ядерном оружии. В ядерном реакторе деления нейтронный поток является основным измеряемым параметром для контроля протекающей реакции. Форма потока определяет распределение плотности или относительной интенсивности потока внутри реактора. Как правило, самый высокий нейтронный поток наблюдается в центре активной зоны реактора и уменьшается к краям. Чем выше нейтронный поток, тем выше вероятность протекания ядерной реакции, поскольку через единицу площади в единицу времени проходит больше нейтронов.
Нейтронная флюенция стены сосуда реактора
Реакторный сосуд типичной атомной электростанции (АЭС) за 40 лет (32 полных реакторных года) эксплуатации подвергается воздействию нейтронного флюенса примерно 6,5 × 1019 см−2 (E > 1 МэВ). Нейтронный поток приводит к развитию нейтронного охрупчивания реакторных сосудов.