Nei reattori nucleari, i neutroni sono prodotti principalmente dalla fissione degli atomi di uranio-235 o plutonio-239. Questi atomi vengono divisi dai neutroni, rilasciando neutroni aggiuntivi e una grande quantità di energia. I neutroni rilasciati in questo processo possono poi causare ulteriori fissioni, creando una reazione a catena che sostiene il reattore nucleare.
I neutroni interagiscono con i materiali del reattore in diversi modi:
1. Dispersione elastica: I neutroni possono scontrarsi con i nuclei degli atomi nei materiali dei reattori, trasferendo parte della loro energia ai nuclei. Questo processo, noto come diffusione elastica, fa sì che i neutroni cambino direzione e rallentino.
2. Dispersione anelastica: Nello scattering anelastico, i neutroni si scontrano con i nuclei degli atomi e trasferiscono energia sufficiente per eccitare i nuclei ad un livello energetico più elevato. I nuclei eccitati emettono quindi raggi gamma mentre ritornano al loro stato fondamentale.
3. Cattura: I neutroni possono anche essere assorbiti dai nuclei degli atomi, un processo noto come cattura. Quando un neutrone viene catturato, si combina con un protone nel nucleo per formare un nuovo isotopo. Questo processo può portare alla formazione di isotopi radioattivi, che possono essere pericolosi e richiedono un'attenta gestione nei reattori nucleari.
4. Fissione: I neutroni possono causare la fissione in alcuni elementi pesanti, come l'uranio-235 e il plutonio-239. La fissione si verifica quando un neutrone viene assorbito da un nucleo pesante, provocando la divisione del nucleo in due nuclei più piccoli e il rilascio di neutroni aggiuntivi e una grande quantità di energia.
Le interazioni dei neutroni con i materiali dei reattori sono complesse e influenzano pesantemente il funzionamento dei reattori nucleari. Queste interazioni sono attentamente studiate e controllate per garantire il funzionamento sicuro ed efficiente delle centrali nucleari.
