Melyik anyag lassítja a legeredményesebben a neutronokat? (levegő, víz, ólom, beton)

Szia!

Igaz, hogy a sugárzást az ólom jól elnyeli, de a neutronok lassítására kevésbé ideális, mivel túl nagy az atomtömege. Moderátornak (neutron-lassító közeg) olyan anyagok alkalmasak, melyek tartalmaznak viszonylag kis atomtömegű molekulákat (pl. hidrogén), melyeknek tömege közel van a neutronéhoz. Ennek oka, hogy az ilyen atomokkal való ütközéskor veszít a legtöbbet a mozgási energiájából.

Megpróbálom szemléletesen elmagyarázni: képzeld el úgy a helyzetet, hogy a neutron egy labda, ami gyorsan száguldozik valahol, miközben ütközik a közeget jelképező kövekkel/kavicsokkal.

Ha magához képest nagyon könnyű kaviccsal ütközik, akkor az ütközésnek nincs nagy hatása: a labda kicsit eltérül, kicsit lassul, de nagyjából ugyanúgy megy tovább. A kis kavics felvesz valamennyi energiát, de mivel kicsi a tömege, nem tud sokat.

Ha magához képest nagyon nagy tömegű dologgal ütközik (valóságos sziklával:P), akkor nem nagyon tudja elmozdítani, nagyjából rugalmasan lepattan róla. Ugyan az iránya megváltozik, a mozgási energiája nem sokkal csökkent.

Ha ellenben nagyjából ugyanolyan tömegű kődarabbal ütközik, mint önmaga, akkor a kő elindul, az ehhez szükséges energiát pedig a labda elveszti, azaz lelassul.

Ha részletesebben érdekel, akkor például tekintsd rugalmas ütközésnek az eseményt és írd fel, hogy hogyan függ a tömegek viszonyától az elvesztett mozgási energia.

A fenti érvelés miatt a felsoroltak közül a víz lassítja legjobban a neutronokat a benne lévő hidrogénatomok miatt. Ha részletesebben érdekel, olvass utána a moderátoroknak, az atomerőművek működésének. Most például hirtelen ezt találtam:

[link]

, de töménytelen info van a témáról.

Előző vagyok, még néhány dolgot hozzáfűznék az előző hozzászólásokhoz.

1.: A szabályozórudakat nem a neutronok lassítására használják, hanem az elnyelésére, amivel szabályozzák a láncreakció sebességét (esetleg le is állítják). A lassításra ellenben azért van szükség, mert az urán "nem szívesen" hat kölcsön a láncreakcióban keletkező gyors neutronokkal. Ha elég sok (megfelelő koncentráció és tömeg) hasadóképes urán van jelen, akkor működik gyors neutronokkal is a dolog (pl. atombomba), de ezt nehéz szabályozni. Ezért, hogy az erőmű működjön, de kézben lehessen tartani, moderátort kell alkalmazni a neutronok lassítására. Azaz a szabályozórudak elnyelik a neutronokat, ami hátráltatja a láncreakciót, míg a moderátor csak lassítja őket, ami épp ellentétesen: elősegíti a láncreakciót.

3., 4.: Az különböző hullámhosszú elektromágneses sugárzások (mint pl. a gamma-sugárzás) elnyelése és a neutronokkal való kölcsönhatás két teljesen különböző dolog.