中性子捕獲と吸収量の違い

中性子捕獲と中性子吸収の大きな違いは、中性子捕獲が重い原子核に中性子を衝突させて結合するのに対し、中性子吸収は原子核が中性子を完全に吸収して複合核を形成することである点です。

中性子捕獲と吸収の大きな違いは、中性子捕獲が重い原子核に中性子を衝突させて結合するのに対し、中性子吸収は原子核が中性子を完全に吸収して複合核を形成することで、中性子捕獲と吸収の両方が起こることです。

核反応には、中性子捕獲と中性子吸収がある。どちらも原子核と中性子が結合して複合原子核を作る必要があるが、結合の仕方が異なる。中性子捕獲では衝突が起こり、中性子吸収では核分裂が起こる。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 中性子捕獲とは 3. 中性子吸収とは 4. 横並び比較-中性子捕獲・吸収の表形式 5. まとめ

中性子捕獲は何ですか？

中性子捕獲は、原子炉で原子核に高速の中性子を衝突させる技術である。ここでは、重元素の原子核が1個以上の中性子と衝突して合体し、より重い原子核を形成している。そのため、この過程は宇宙での核合成において非常に重要である。

中性子には電荷がない。つまり、中性子は中性である（だから中性子と名付けるに至った）。そのため、エキゾチックな原子核に入りやすいのです。もし陽子の形で正に帯電していれば、原子核にすでに存在している陽子が、入ってくる中性子をはじき飛ばすことになる。

小さな中性子束を観測できる系（原子炉など）では、原子核は（2個以上の中性子を捕獲するのではなく）1個の中性子を捕獲します。例えば、天然に存在する金の同位体に中性子を照射すると、金の不安定な同位体が励起状態で生成され、その後急速に放射性崩壊して基底状態を獲得する。ここで、197Auが198Auに変換されるため、質量数は1増加する。放射性崩壊の際にガンマ線が放出される。さらに、中性子束に熱中性子を用いると、その過程は中性子捕獲ではなく熱中性子捕獲と呼ばれます。

図01：恒星の中性子捕獲過程

星のように中性子束が多い系では、原子核は中性子捕獲の間に放射性崩壊を起こす時間がない。その結果、原子核の質量数は原子炉のように減ることはなく、徐々に増えていく。しかし、陽子はこの過程に関与しないので、原子番号は一定である。そのため、同じ化学元素（化学元素の種類は原子番号で決まる）を観測することができるのです。

中性子吸収は何ですか？

中性子吸収法とは、原子炉の中で原子が中性子を完全に吸収して複合原子核を形成する技術である。原子炉で使う最も重要な核反応の一種です。ここで、新しく生成された原子核の崩壊様式は、中性子吸収が起こった方法には依存しない。そのため、様々な発光が観測され、その後に吸収が起こるのです。例：放射性物質の捕獲により、ガンマ線が放出される。

一般に、中性子吸収反応の最終生成物は2つに分裂し、同時にいくつかの中性子と相当量のエネルギーが放出される傾向がある。この過程は主に核分裂反応のキネティクスに従う。