Intrinsic Neutron Sources

Some neutrons will be produced in the materials present in the reactor due to a variety of unavoidable reactions that occur because of the nature of these materials. Intrinsic neutron sources are those neutron-producing reactions that always occur in reactor materials.

A limited number of neutrons will always be present, even in a reactor core that has never been operated, due to spontaneous fission of some heavy nuclides that are present in the fuel. Uranium- 238, uranium-235, and plutonium-239 undergo spontaneous fission to a limited extent. Uranium- 238, for example, yields almost 60 neutrons per hour per gram. Table 1 illustrates a comparison of the rate at which different heavy nuclides produce neutrons by spontaneous fission. Californium-252 is not an intrinsic neutron source, but will be discussed in the section on installed neutron sources.

Another intrinsic neutron source is a reaction involving natural boron and fuel. In some reactors, natural boron is loaded into the reactor core as a neutron absorber to improve reactor control or increase core life-time. Boron-11 (80.1% of natural boron) undergoes a reaction with the alpha particle emitted by the radioactive decay of heavy nuclides in the fuel to yield a neutron as shown below.

The boron-11 must be mixed with, or in very close proximity to, the fuel for this reaction because of the short path length of the alpha particle. For a reactor core with this configuration, this (α,n) reaction is an important source of neutrons for reactor startup. In a reactor that has been operated, another source of neutrons becomes significant. Neutrons may be produced by the interaction of a gamma ray and a deuterium nucleus. This reaction is commonly referred to as a photoneutron reaction because it is initiated by electromagnetic radiation and results in the production of a neutron. The photoneutron reaction is shown below.

There is an abundant supply of high energy gammas in a reactor that has been operated because many of the fission products are gamma emitters. All water-cooled reactors have some deuterium present in the coolant in the reactor core because a small fraction of natural hydrogen is the isotope deuterium. The atom percentage of deuterium in the water ranges from close to the naturally occurring value (0.015%) for light water reactors to above 90% deuterium for heavy water reactors. Therefore, the required conditions for production of photoneutrons exist. The supply of gamma rays decreases with time after shutdown as the gamma emitters decay; therefore, the photoneutron production rate also decreases. In a few particular reactors, additional D₂O (heavy water) may be added to the reactor to increase the production of  photoneutrons following a long shutdown period.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

المجمع العلمي: نحو 300 ألف مستفيد من مشروع القراءة الصحيحة في كربلاء وباقي المحافظات

صحفيون: استحداث المركز الإعلامي لزيارة الأربعين أسهم في تسهيل عمل الإعلاميين وتوفير بيئة مهنية لإنجاز مهماتهم

موكب عميد بني هاشم (عليه السلام) يقدم 4500 وجبة طعام يوميًّا لزائري الأربعين

بمشاركة زائري الأربعين.. إقامة صلاة الجماعة عند مرقد أبي الفضل العباس (عليه السلام)

المزيد

الآخبار الصحية

9 أسباب شائعة للرؤية الضبابية يجب معرفتها

تتناولها كل يوم.. 10 وجبات شائعة غنية بـ"السكر الخفي"

7 أسباب شائعة لفقدان الشهية لدى كبار السن

7 فواكه قد تسبب قفزة مفاجئة في سكر الدم

المزيد

الآخبار التكنلوجية

هل تشغيل تكييف السيارة على "الحد الأقصى" ضار؟

دور المكابح في تحسين كفاءة استهلاك الوقود بالسيارات

بالذكاء الاصطناعي.. باحثون يبتكرون مضادات جديدة لنوعين من العدوى البكتيرية

فيتامين سي والتجاعيد.. طبيب يكشف وقت الاستخدام الصحيح

المزيد

مواضيع ذات صلة

أنواع أخرى من المفاعلات

تصاميم مفاعلات متقدمة

انواع المفاعلات النووية

اضطرابات السمت

لماذا طاقات أعلى؟

معجلات الطاقة الفائقة الإرتفاع

التطوير التاريخي للمعجلات

الحقل المغناطيسي وتأثيراته في البلازما والحقول الأخرى

انعطاف صغير عند النجوم

ما الحرارة في الاندماج النووي

التسخين بالحقن بذرات متعادلة

الاندماج النووي في المختبر