快中子是在核裂變反應中產生的自由中子,具有較高的動能和速度。以下是關於快中子的一些關鍵信息:
定義:快中子的動能可以達到1兆電子伏特,對應的速度約為14000千米/秒,相當於光速的5%。這種中子與熱中子或宇宙射線中產生的高能中子相區別。
能量範圍:快中子的能量通常超過0.1兆電子伏特,而核反應中產生的中子能量符合麥克斯韋-玻耳茲曼分布,範圍在0到約14兆電子伏特之間。
中子慢化:快中子可以通過中子慢化過程轉變為熱中子,這一過程主要依靠減速劑,如重水、輕水或石墨等。這些減速劑通過與快中子碰撞來降低其中子的速度,使其達到熱平衡狀態。
套用:
快中子反應堆:快堆是一種以快中子引起易裂變核燃料(如鈾-235或鈈-239)的裂變鏈式反應的堆型。它能夠利用在天然鈾中占多數的鈾-238,通過吸收中子轉化為鈈-239,實現燃料的增殖。
癌症治療:快中子治療利用高能量的快中子束流殺死癌細胞,具有較高的生物學效應和較低的氧增強比,能有效克服乏氧腫瘤細胞對射線的抵抗。
綜上所述,快中子不僅在核裂變反應和核能發電中扮演重要角色,還在醫療領域展現出其獨特的優勢和套用潛力。