Widmo energetyczne neutronów w reaktorze

Neutrony emitowane podczas rozszczepień mają energie rzędu kilku megaelektronowoltów i określane są jako neutrony prędkie (rysunek 1). W wyniku zderzeń z jądrami ośrodka, głównie moderatora, w widmie neutronów pojawia się obszar neutronów epitermicznych o charakterystycznej zależności od energii typu 1/E. Po osiągnięciu energii rzędu kilkunastu meV ustala się stan równowagi termodynamicznej między energiami neutronów a energiami drgań termicznych ośrodka. Stąd nazwa: neutrony termiczne. W tym obszarze widmo energetyczne neutronów charakteryzuje się rozkładem Maxwella. Ze względu na wykorzystanie do badań fizycznych w obszarze niskich energii wydzielone są jeszcze obszary neutronów zimnych i ultrazimnych.

Neutrony ze wszystkich zakresów energii znajdują swoje zastosowanie. Neutrony prędkie w tzw. reakcjach progowych, czyli reakcjach jądrowych, które zachodzą z udziałem neutronów o pewnej minimalnej energii progowej. W obszarze energii neutronów powyżej

0.1 eV zachodzą reakcje rezonansowe, których przekroje czynne mają charakterystyczny, rezonansowy charakter. Neutrony termiczne są najczęściej wykorzystywane w reakcjach wychwytu radiacyjnego; przekroje czynne tych reakcji mają najczęściej charakterystyczny przebieg typu 1/v.

Długości fali de Broglie’a neutronów termicznych są porównywalne z odległościami międzyatomowymi w ciele stałym i stąd powszechne wykorzystanie tych neutronów do badań w zakresie fizyki materii skondensowanej.