ระดับอุณหภูมิของนิวตรอน

ระดับอุณหภูมิของนิวตรอน () หรือ พลังงานนิวตรอน () จะแสดง พลังงานจลน์ ของ นิวตรอนอิสระ มีหน่วยเป็น อิเล็กตรอนโวลท์ คำว่า "อุณหภูมิ" ถูกใช้เพราะนิวตรอนร้อน(), นิวตรอนความร้อน () และนิวตรอนเย็น () ถูก หน่วง ในตัวกลางหนึ่งที่มีอุณหภูมิระดับหนึ่ง จากนั้นการกระจายพลังงานของนิวตรอนจะถูกปรับให้เป็นไปตาม การกระจายตัวแบบแมกซ์เวลล์-โบลส์แมนน์ หรือ Maxwellian distribution ที่เรียกว่าการเคลื่อนที่เชิงความร้อน () ในเชิงปริมาณ อุณหภูมิยิ่งสูง พลังงานจลน์ของนิวตรอนอิสระก็ยิ่งมาก พลังงานจลน์, ความเร็ว และ ความยาวคลื่นของนิวตรอน มีความสัมพันธ์ที่เป็นไปตาม ความสัมพันธ์ของเดอเบรย ()

ช่วงการกระจายพลังงานของนิวตรอน 

แต่ในแหล่งข้อมูลอื่น อาจมีช่วงอุณหภูมิและชื่อนิวตรอนที่แตกต่างไป เช่น

ต่อไปนี้เป็นรายละเอียดของคุณสมบัติ:

นิวตรอนความร้อน 
 Thermal neutron ("Thermal" ไม่ได้หมายถึงอุณหภูมิที่ร้อน (hot) ในความหมายทั่วไป แต่หมายถึงการสมดุลของอุณหภูมิที่มีกับตัวกลางที่มันมีปฏิสัมพันธ์ด้วย เช่นเชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์, ตัวหน่วงปฏิกิริยาและโครงสร้าง ซึ่งมีพลังงานต่ำกว่านิวตรอนเร็วที่เกิดในตอนต้นจากปฏิกิริยาฟิชชั่นมาก) เป็นนิวตรอนอิสระที่มีพลังงานจลน์ประมาณ 0.025 eV (ประมาณ 4.0×10−21 J หรือ 2.4 MJ/kg, นั่นคือความเร็วจะเป็น 2.2 km/s), ซึ่งเป็นพลังงานที่สอดคล้องกับความเร็วที่เป็นไปได้ที่สุดที่อุณหภูมิ 290 K (17 °C or 62 °F), ซึ่งเป็นโหมดของ การกระจายแบบแมกซเวลล์–โบลซ์แมนน์ สำหรับระดับอุณหภูมินี้

หลังจากการชนกันหลายครั้งกับนิวเคลียสต่าง ๆ (การกระเจิง) ในตัวกลางหนึ่ง (ตัวหน่วงนิวตรอน) ที่ระดับอุณหภูมินี้. นิวตรอนจะอยู่ที่ระดับอุณหภูมิประมาณนี้ ถ้าพวกมันไม่ถูกดูดซับไปซะก่อน

นิวตรอนความร้อนทั้งหลายสำหรับนิวไคลด์ชนิดเดียวกันจะมีภาคตัดขวางในการดูดซับนิวตรอนได้อย่างมีประสิทธิภาพที่แตกต่างกันและมักจะมีขนาดที่ใหญ่กว่านิวตรอนเร็วมาก เพราะฉะนั้นพวกมันจึงมักจะสามารถถูกดูดซับได้ง่ายกว่าโดยนิวเคลียส ผลก็คือทำให้เกิดไอโซโทปที่หนักกว่าและมักจะไม่เสถียรของสารเคมี (การกระตุ้นนิวตรอน)

นิวตรอนเอพิเทอร์มัล 

 Epithermal neutron เป็นนิวตรอนที่มีพลังงานมากกว่านิวตรอนความร้อน
 มากกว่า 0.2 eV

นิวตรอนแคดเมียม  

 Cadmium neutron เป็นนิวตรอนซึ่งจะถูกแคดเมียมดูดซึมอย่างมาก
 น้อยกว่า 0.4 eV

นิวตรอนเอพิแคดเมียม  

 Epicadmium neutron เป็นนิวตรอนที่แคดเมียมไม่ได้ดูดซึมอย่างมาก
 มากกว่า 0.6 eV

นิวตรอนช้า  

 Slow neutron เป็นนิวตรอนที่มีพลังงานสูงกว่านิวตรอนเอพิแคดเมียมเล็กน้อย
 น้อยกว่า 1-10 eV

นิวตรอนเรโซแนนซ์  

 Resonance neutron หมายถึงนิวตรอนที่มีความอ่อนไหวอย่างยิ่งและถูกจับยึดแบบไม่ใช่ฟิชชันโดย U-238
 1 eV ถึง 300 eV

นิวตรอนกลาง  

 Intermediate neutron เป็นนิวตรอนที่อยู่ระหว่างช้ากับเร็ว
 ไม่กี่ร้อย eV จนถึง 0.5 MeV

นิวตรอนเร็ว  
 Fast neutron เป็นนิวตรอนอิสระที่มีระดับพลังงานจลน์ใกล้กับ 1 MeV (100 TJ/กก.) จึงมีความเร็วที่ 14,000 กม/s หรือสูงกว่า พวกมันถูกตั้งชื่อว่านิวตรอน เร็ว เพื่อให้พวกมันแตกต่างจากนิวตรอนความร้อนที่มีพลังงานต่ำกว่า และนิวตรอนพลังงานสูงที่ผลิตขึ้นในห้องรังสีคอสมิกหรือเครื่องเร่งอนุภาค

นิวตรอนเร็วจะถูกผลิตขึ้นโดยกระบวนการนิวเคลียร์ต่อไปนี้:
 นิวเคลียร์ฟิชชัน จะผลิตนิวตรอนที่มีพลังงานเฉลี่ย 2 MeV (200 TJ/กก. หรือ 20,000 กิโลเมตร/วินาที) ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นนิวตรอน "เร็ว" อย่างไรก็ตามช่วงของนิวตรอนจากฟิชชันตาม การกระจายแบบแมกซ์เวลล์-โบลซ์แมนน์ จาก 0 ถึงประมาณ 14 MeV ใน ศูนย์กลางของกรอบโมเมนตัม ของการสลายตัวและ โหมด ของพลังงานเป็นเพียง 0.75 MeV เท่านั้น ซึ่งหมายความว่าน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของนิวตรอนจากฟิชชันมีคุณสมบัติเป็นนิวตรอน "เร็ว" แม้ว่าโดยเกณฑ์ 1 MeV ก็ตาม
 นิวเคลียร์ฟิวชัน: ดิวเทอเรียม- ทริเทียม ฟิวชั่นจะผลิตนิวตรอน 14.1 MeV (1400 TJ/กก หรือ 52,000  กม/s, 17.3% ของ ความเร็วของแสง) ที่สามารถแบ่งเซลล์ ยูเรเนียม 238 และ แอกทิไนด์อื่นที่ไม่ใช่วัสดุฟิสไซล์ได้อย่างง่ายดาย

นิวตรอนเร็วสามารถทำให้เป็นนิวตรอนความร้อนได้โดยผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการหน่วง กระบวนการนี้ถูกกระทำโดย ตัวหน่วงนิวตรอน ในเครื่องปฏิกรณ์โดยทั่วไป น้ำหนัก, น้ำเบา หรือ แกรไฟต์ จะถูกใช้ในการหน่วงนิวตรอน

นิวตรอนเร็วยิ่งยวด  

 Ultrafast neutron เป็นไปตามทฤษฎีสัมพันธภาพ
 มากกว่า 20 MeV

การจำแนกประเภทอื่น ๆ  
กอง ()
 นิวตรอนของทุกพลังงานที่มีอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
 0.001 eV ถึง 15 MeV

นิวตรอนเย็นยิ่งยวด 

นิวตรอนเย็นยิ่งยวด  () เป็นนิวตรอนอิสระที่สามารถถูกเก็บไว้ในกับดักที่ทำจากวัสดุบางชนิด

อ้างอิง

แหล่งข้อมูลอื่น
Language of the Nucleus 

นิวตรอน

ja:高速中性子