neutroni termici
neutroni termici
Neutroni a bassa energia coinvolti nella fisica dei reattori nucleari, così definiti perché la loro energia è comparabile con l’energia termica a temperatura ambiente ordinaria (pari a 3kBT/2, dove kB è la costante di Boltzmann e T esprime la temperatura assoluta). I neutroni termici rappresentano uno dei possibili tipi di neutroni, individuabili in base all’energia iniziale del neutrone, da cui dipende il raggio d’azione della forza d’interazione. Si distinguono pertanto quattro classi di neutroni: termici (energia iniziale minore di 0,1 eV), lenti (energia iniziale minore di 100 keV), veloci (energia iniziale minore di 10 MeV), ad alta energia (energia iniziale maggiore di 100 MeV). La rilevanza dei neutroni termici nei processi dei reattori nucleari è legata alla maggiore sezione d’urto rispetto ai neutroni più veloci, dai quali essi vengono appunto ottenuti per rallentamento fino al raggiungimento dell’equilibrio termico con l’ambiente. Tale processo di rallentamento avviene nel moderatore del reattore, costituito da una sostanza atta a rallentare i neutroni veloci emessi in una reazione di fissione e a trasformarli così in neutroni termici, assai più efficaci per il mantenimento della reazione medesima. Solitamente, il fascio di neutroni lenti emerge da un cilindro di grafite inserito nella parete di protezione del reattore: grazie alle continue collisioni con gli atomi di carbonio della grafite, i neutroni giungono all’equilibrio termico a temperatura ambiente. La sezione d’urto più elevata consente loro una maggiore probabilità di essere catturati dai nuclei atomici, dando così origine a un isotopo più pesante (spesso instabile) dello stesso elemento chimico.