Neutronentemperatur im stationären Feld

Zusammenfassung

Befänden sich Neutronen im thermischen Gleichgewicht mit den Atomen einer Streusubstanz, so nähmen sie eine Maxwell-Verteilung der Geschwindigkeiten mit der Temperatur T ₀ der Streusubstanz an. In der Praxis liegt ein solcher thermischer Gleichgewichtszustand nie vor: Aus jedem Streumedium verschwinden durch Absorption und Diffusion laufend Neutronen, die durch Quellen nachgeliefert werden müssen. Nun liefern die Quellen keine Neutronen mit thermischem Gleichgewichtsspektrum, sondern vielmehr Neutronen hoher Energie, die erst allmählich auf thermische Energien abgebremst werden. Infolgedessen zeigt das resultierende Geschwindigkeitsspektrum der langsamen Neutronen Abweichungen von der Maxwell-Verteilung. In einem guten Moderator ist die Zeit, die zur Abbremsung eines Neutrons auf thermische Energie erforderlich ist, klein gegen dessen weitere thermische Lebensdauer. Infolgedessen sind die Abweichungen gering; sie konnten in den bisherigen Kapiteln mit Recht vernachlässigt werden. In stärker absorbierenden Streumedien und in Streumedien kleiner Abmessungen, aus denen ein starker Neutronenverlust durch Diffusion besteht, kann jedoch das Spektrum beträchtlich von der Gleichgewichtsverteilung abweichen. Es sind zahlreiche experimentelle Untersuchungen und auch Berechnungen thermischer Spektren in absorbierenden Streumedien und Reaktoren durchgeführt worden. Das Gebiet ist noch im Fluß und keineswegs abgeschlossen; die Darstellung in diesem Kapitel ist daher eine vorläufige.