中性子の結合エネルギーの意味を教えてください。

下記のP14の中性子の結合エネルギーが、臨界エネルギーよりも大きい場合、核分裂が起こりやすくなりますが、中性子の結合エネルギーの意味を教えてください。

https://www.kz.tsukuba.ac.jp/~abe/ohp-nuclear/nu …

質問者からの補足コメント

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  P29の即発中性子スペクトルをみますと、1MeVよりも小さい部分でピークになっています。
  
  236Uの場合なら、5.3MeVよりも大きな中性子スペクトル部分の中性子が、次の原子核に入って、また核分裂を起こすのでしょうか？

    補足日時：2022/08/19 10:37

No.1 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2022/08/19 11:53

＞中性子の結合エネルギーの意味を教えてください。

その中性子１個を原子核内に取り込んで安定的に存在するために必要なエネルギーだと思います。
従って、それが「臨界エネルギー」よりも大きいということは、核分裂した方がエネルギー的に安定するということです。

＞P29の即発中性子スペクトルをみますと、1MeVよりも小さい部分でピークになっています。

これは、核分裂の結果飛び出してくる中性子の運動エネルギーでしょう。

＞236Uの場合なら、5.3MeVよりも大きな中性子スペクトル部分の中性子が、次の原子核に入って、また核分裂を起こすのでしょうか？

いいえ。遅い（運動エネルギーの小さい）中性子で十分です。
むしろ、遅い中性子の方が「原子核内に補足されて滞在する時間が長い」ので、核分裂を引き起こす確率が高くなります。
P14の「中性子の結合エネルギー」は、中性子の運動エネルギーが 0 の場合の、その原子核内に取り込まれてそのまま滞在するときのエネルギーです。

236U の元核種（中性子１個を取り込む前）は 235U であり、235U を核分裂させるために、原子炉内ではわざわざ飛び出した中性子の運動エネルギーを減少させるための「減速材」（通常はふつうの水 = 軽水）が存在します。

この回答へのお礼

ご回答有難う御座います。
よくわかりました。

すいません。後１つ教えて下さい。
236Uの場合なら、中性子の結合エネルギーは6.4MeVです。
この値は、計算によって求めることが出来るのでしょうか？
それは、どのような式によって、求めるのでしょうか？

お礼日時：2022/08/20 10:16

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2022/08/20 11:02

No.1 です。

「お礼」に書かれたことについて。

＞236Uの場合なら、中性子の結合エネルギーは6.4MeVです。
＞この値は、計算によって求めることが出来るのでしょうか？
＞それは、どのような式によって、求めるのでしょうか？

それは、おそらく「エネルギー」を直接的に測定するのではなく
　235U + n
の質量から、アインシュタインの公式
　E = mc^2
で計算したものだと思います。

原子核の世界では、その「エネルギー状態」は「質量」によって決まり、放出されるエネルギーは「質量の差」つまり「質量欠損」ということになりますから。

この回答へのお礼

ご回答有難う御座います。
わかりました。

お礼日時：2022/08/20 16:01