Qu'est-ce que la section efficace des neutrons ?

Introduction

Les sections efficaces de neutrons sont des paramètres fondamentaux de la physique nucléaire, qui définissent la probabilité de différents types d'interactions entre les neutrons et les noyaux atomiques. Ces sections efficaces ont des utilisations essentielles qui vont de la conception des réacteurs nucléaires aux traitements médicaux et à la recherche astrophysique.

Les sections efficaces des neutrons dépendent de l'énergie du neutron, tout comme les types d'interaction qui se produisent entre lui et un noyau : la diffusion, l'absorption et la fission sont quelques-uns des types d'interaction importants qui se produisent dans différentes applications.

Types d'interactions entre neutrons

• Diffusion élastique : Les neutrons entrent en collision avec les noyaux ; il n'y a pas de perte d'énergie lorsque les neutrons changent de direction.
• Diffusion inélastique : Les neutrons transfèrent de l'énergie au noyau et l'excitent.
• Absorption : Les neutrons sont absorbés par le noyau, ce qui peut entraîner une désintégration radioactive ou une fission dans certains cas.

Applications des sections efficaces de neutrons

Lessections efficaces de neutrons sont cruciales pour diverses applications. Dans la conception des réacteurs nucléaires, des données précises sur les sections transversales sont nécessaires pour un fonctionnement efficace et sûr du réacteur. Dans les traitements médicaux, tels que la thérapie neutronique, des interactions neutroniques précises sont utilisées pour cibler les cellules cancéreuses. En astrophysique, les sections transversales de neutrons contribuent à notre compréhension de la nucléosynthèse stellaire et de la composition des étoiles à neutrons. En science des matériaux, les techniques de diffusion des neutrons sont utilisées pour étudier les propriétés des matériaux.

Tableau des sections efficaces des neutrons pour les éléments

La section efficace des neutrons d'un élément représente la probabilité qu'un neutron interagisse avec les noyaux de cet élément particulier. L'unité est normalement donnée en barns, où 1 barn = 10-2410^{-24} cm². Il s'agit d'un des paramètres importants utilisés en physique nucléaire, dans les réacteurs nucléaires et dans la protection contre les rayonnements.

Voici un tableau des sections efficaces de neutrons pour quelques éléments courants. Ce tableau inclut les sections efficaces totales, thermiques et de fission lorsque cela est possible :

• L'hydrogène a une section efficace de neutrons thermiques extrêmement élevée ; il trouve donc de nombreuses applications dans la modération des neutrons, comme l'eau dans les réacteurs.
• Uranium 235 et plutonium 239 : Matières hautement fissiles, elles sont utilisées dans les réacteurs nucléaires et dans les armes.
• Le bore possède une section transversale de capture des neutrons extrêmement importante qui le rend très utile dans le blindage contre les neutrons et dans les barres de contrôle des réacteurs nucléaires.
• La faible section transversale d'interaction avec les neutrons du plomb et du fer en fait de bons matériaux de protection contre les rayonnements.

• Pour de plus amples informations, veuillez consulter le site Stanford Advanced Materials (SAM).

Questions fréquemment posées

Qu'est-ce qu'une section efficace de neutrons ?

Une section efficace de neutrons mesure la probabilité qu'un neutron interagisse avec un noyau particulier, mesurée en unités appelées barns.

Pourquoi les sections efficaces de neutrons sont-elles importantes dans les réacteurs nucléaires ?

Elles déterminent le comportement des neutrons dans le réacteur et influencent la durabilité de la réaction en chaîne et l'efficacité du réacteur.

Comment les sections efficaces des neutrons varient-elles en fonction de l'énergie ?

Différentes interactions dominent à différentes énergies de neutrons ; par conséquent, les valeurs de la section efficace varient à travers les gammes d'énergie.

Où puis-je trouver des données détaillées sur la section efficace des neutrons ?

Les données complètes peuvent être trouvées dans les bases de données nucléaires, comme par exemple dans le NNDC, ainsi que dans des publications scientifiques spécialisées.

Les sections efficaces de neutrons peuvent-elles être utilisées dans des applications médicales ?

Oui, elles jouent un rôle important dans la neutronthérapie, qui tue les cellules cancéreuses tout en minimisant les dommages causés aux tissus sains.