共鳴領域での中性子の核分裂スペクトル

中性子の核分裂スペクトルは、下記HPのP41の図3.3のようになります。
これは、P40の図3.1の核分裂断面積のギザギザになっている共鳴領域でも、同じ図3.3になるのでしょうか？

https://rpg.jaea.go.jp/else/rpd/others/study/tex …

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2023/03/29 13:07

No.1 です。

「お礼」に書かれたことについて。

＞このギザギザの山の部分で核分裂が発生した際、その核分裂スペクトルは、どのような形になるかを知りたいです。

あなたのおっしゃる「核分裂スペクトル」とはどういう意味ですか？
「核分裂の結果放出される中性子のエネルギースペクトル」という意味ですか？

だとすれば、あなたの質問は
「核分裂を発生させる入射中性子のエネルギーが異なると、核分裂の結果放出される中性にエネルギーはどう変わるか」
ということですか？

だったら、それは「ほとんど変わらない」ということかと思います。
核分裂の結果放出されるエネルギーは、
・核分裂片の質量分布（質量そのものがエネルギー）
・核分裂片と中性子の持つ運動エネルギー
・その他（核分裂片の持つ励起エネルギーなど。これは遅れて崩壊エネルギーとして放出される）
などに様々に分割されるため、「中性子の運動エネルギー」だけに着目しても「千差万別」ということだと思います。
その様々なエネルギーの統計的な分布が「P41の図3.3」なのだと思います。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

理論的にはそうかもしれません。
更に、実験データを見て、そのことを確信したいです。

共鳴領域での核分裂に興味がありますので、ご教示頂いたことを頭におき、いろいろと調べてみます。

お礼日時：2023/03/29 15:55

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2023/03/29 12:07

質問の意味がよく分かりません。

「P40の図3.1の核分裂断面積」は、中性子のエネルギーに対する核分裂性物質（ウラン235、プルトニウム239, 241）の核分裂断面積であり、
「P41の図3.3」は、核分裂によって放出される中性子のエネルギー分布です。

核分裂の連鎖反応を維持するには、「P41の図3.3」のエネルギー分布を持つ中性子を、「P40の図3.1の核分裂断面積」の大きいところに適合させるよう、必要に応じて「減速」などをする必要があります。
また、核分裂に使うのではなく、親物質から核分裂性物質に転換するために「捕獲」させるのであれば、「図3.2の捕獲断面積」に適合させるようにする必要があります。

当然、「P41の図3.3」のエネルギー分布を持つ中性子（10^6 eV にピークを持つ分布）を、「P40の図3.1」に左の方の「中性子エネルギーの小さい領域」（10^0 eV 以下）まで減速する過程では、「P40の図3.1」のギザギザになっている共鳴領域を通過することになります。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

P41の図3.3の中性子の核分裂スペクトルは、入射させる熱中性0.253eVのときも、高速中性子MeVの場合も、確か（核分裂スペクトル）形状はほぼ同じのはずです。
当然、核分裂が発生する確率は、P40の図3.1の核分裂断面積の通り、熱中性0.253eVのときは大きく、高速中性子MeVの場合は小さいはずです。

原子炉を運転させる場合、P40の図3.1のギザギザになっている共鳴領域を通過させます。（ギザギザになっているので、安定せず、制御が困難なためだと思います。）
しかし、実際には、ギザギザの山の部分は、核分裂断面積は大きくなっているので、核分裂が発生しているはずです。

私が知りたいのは、このギザギザの山の部分で核分裂が発生した際、その核分裂スペクトルは、どのような形になるかを知りたいです。
よろしくお願いいたします。

お礼日時：2023/03/29 12:47