Поділ швидкими нейтронами

Поділ швидкими нейтронами — поділ ядер, який відбувається, коли важкий атом поглинає нейтрон високої енергії, який називають швидким нейтроном, і розпадається. Більшість матеріалів, що розпадаються, потребують теплових нейтронів, які рухаються повільніше.

Реактори на швидких і теплових нейтронах

Реактори на швидких нейтронах використовують для виробництва енергії швидкий поділ, на відміну від більшості ядерних реакторів. У звичайному реакторі для уповільнення нейтронів потрібен сповільнювач, щоб вони з більшою ймовірністю ділили ядра. У реакторі на швидких нейтронах потреби у сповільнювачі немає. У тепловому реакторі сповільнювач може поглинати багато нейтронів, а за поділу швидкими нейтронами створюється більша середня кількість нейтронів на поділ, тому реактори на швидких нейтронах мають кращу економію нейтронів, що робить можливим реактор-розмножувач плутонію. Однак реактор на швидких нейтронах повинен використовувати під час запуску відносно високозбагачений уран або плутоній, щоб нейтрони мали кращі шанси розщепити атоми.

Здатний до розщеплення, але не розщеплюваний

Деякі атоми, зокрема уран-238, зазвичай не діляться під дією повільних нейтронів, але розщеплюються під час зіткнення з нейтронами досить високої енергії. Швидкі нейтрони, які утворюються у водневій бомбі внаслідок синтезу дейтерію та тритію, мають навіть вищу енергію, ніж швидкі нейтрони, які утворюються в ядерному реакторі. Це дає змогу підвищити ефективність будь-якої зброї термоядерного синтезу простим додаванням шарів дешевого природного (або навіть збідненого) урану. Поділ урану-238 швидкими нейтронами забезпечує значну частину потужності вибухової речовини та випадання радіоактивних опадів у багатьох конструкціях водневих бомб.

Відмінності у виході продуктів поділу

Графік залежності виходу продуктів поділу від масового числа уламків поділу має два яскраво виражені, але досить плоскі піки приблизно від 90 до 100 і від 130 до 140. З тепловими нейтронами виходи продуктів поділу з масою між піками, таких як ^113mCd, ^119mSn, ^121mSn, ¹²³Sn, ¹²⁵Sb, ¹²⁶Sn і ¹²⁷Sb, дуже низькі.

Що вища енергія стану, за якого відбувається поділ ядра, то більша ймовірність симетричного поділу, отже, коли зростає енергія нейтрона та/або енергія атома, що ділиться, глибина долини між двома піками зменшується; наприклад, крива виходу від маси для ²³⁹Pu має мілкішу долину, ніж спостережувана для ²³⁵U із тепловими нейтронами. Криві поділу пізніших актиноїдів мають тенденцію до подальшого зменшення глибини долини. У крайніх випадках, таких як ²⁵⁹Fm, видно лише один пік.^{[джерело?]}