نامیده می‎شود.
مثالی از این برهمکنش:
۲-۱-۴-پراکندگی غیرکشسان
اگر هسته مرکب با ساتع کردن یک نوترون واپاشیده شود، برهمکنش یک فرایند پراکندگی مؤثر است، اگرچه نوترون ساتع شده لزوما همان همان نوترون فرودی نیست. اگر هسته حاصل از ساتع کردن نوترون هنوز در یک حالت انرژی برانگیخته باشد، این هسته با ساتع کردن یک اشعه گاما به حالت زمینه اش وا می‎پاشد، و یک فرایند از این نوع به عنوان پراکندگی غیرکشسان شناخته می‎شود. قانون پایستگی انرژی در این فرایند از آنجا که مقداری از انرژی جنبشی اولیه به پرتو گاما منتقل می‎شود پایسته نیست. یک مشخصه مهم این برهمکنش، که تنها میان نوترون‎های نسبتا پر انرژی و هسته‎های میانه و سنگین واقع می‎شود، این است که نوترون‎ها یک مقدار متوسطی انرژی را در هر برخورد نسبت به حالت پراکندگی کشسان با هسته‎های مشابه از دست می‎دهند. اگر پس از ساتع شدن یک نوترون از هسته مرکب هسته هدف در انرژی حالت زمینه اش تشکیل شود پس انرژی جنبشی در برهمکنش پایسته می‎ماند و این برهمکنش پراکندگی کشسان مرکب نامیده می‎شود. بطور آشکار، نتیجه نهایی جمع بندی می‎شود به: پراکندگی پتانسیلی و پراکندگی کشسان مرکب را می‎توان بصورت برابر در نظر گرفت، و مجموع این دو فرایند معمولا به عنوان پراکندگی کشسان بیان می‎شود.
۲-۱-۵-شکافت
شکافت در آلمان در سال ۱۹۳۸ توسط‎هاهن و استراسمن که در حال مطاله ایزوتوپ‎های رادیواکتیو به عنوان نتیجه بمباران اورانیوم با نوترون در تلاش برای تولید عناصر فرااورانیومی‎کشف شد. آزمایشات حضور چندین عنصر با عدد جرمی‎میان وزن را نشان داد, و وجود فرایند شکافت صریحا مشخص شد. همچنین چندی بعد نشان داده شد که نوترونها در این فرایند‎ها گسیل می‎شود و امکان یک واکنش زنجیری برای نوترون‎هایی که در یک شکافت ناگهانی گسیل می‎شوند قادر است که باعث شکافت بیشتر شود محقق شد.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
ایزوتوپ اورانیوم که اصولا مسئول شکافت است، اورانیوم ۲۳۵ می‎باشد که بطور طبیعی در حد ۷۱۵/۰ درصد اورانیوم موجود است. در این ایزوتوپ شکافت می‎تواند توسط نوترون‎هایی با هر انرژی رخ دهد، در حالی که نوترون‎های کم انرژی مؤثرترند. شکافت در اورانیوم ۲۳۸، که ۲۸۵/۹۹ درصد اورانیوم طبیعی را تشکیل می‎دهد، تنها می‎تواند توسط نوترون‎هایی با انرژی بزرگتر از Mev 1 رخ دهد.
سه ایزوتوپ مهم دیگر که می‎تواند شکافت در آنها رخ دهد، نیز وجود دارد. توریوم ۲۳۲ تنها ایزوتوپی که تنها بصورت طبیعی وجود دارد، با نوترون‎هایی با انرژی بزرگتر از حدود Mev 4/1 قابل شکافت است. و دو ایزوتوپ، اورانیوم ۲۳۳ و پلوتونیوم ۲۳۹ که بصورت طبیعی وجود ندارند اما می‎توان آن‎ها را بطور مصنوعی توسط برهمکنش‎های هسته ای تولید کرد، شکافت با نوترون‎هایی با هر انرژی در حالی که نوترون‎های کم انرژی مؤثرترند، امکان پذیر است. عادی است که پنج ایزوتوپ بالا را به عنوان ایزوتوپ‎های شکافت پذیر مورد توجه قرار داد، اما ایزوتوپ‎های شکافتنی را برای سه ایزوتوپ که شکافت با نوترون‎های کم انرژی رخ می‎دهد بکار می‎برند. تئوری شکافت فراتر از هدف این پایان‎نامه است، بهر‎حال یک توصیف واضح مدل کلی پذیرفته شده قطره مایع است که تصویری کیفی از فرایندها می‎دهد. نیروی هسته ای کوتاه برد، که شبیه کشش سطح یک قطره مایع است، هسته را در یک شکل کم و بیش کروی، مشابه روشی که یک قطره مایع کروی است، نگه می‎دارد. بهر‎حال اگر هسته برانگیخته شود، مانند با جذب یک نوترون، شکل هسته ممکن است از حالت کروی خارج شود.
در بیشتر حالات، انحراف هسته به عمل نیروهای هسته ای محدود می‎شود و پس از رفع برانگیختگی شکل کروی هسته بازگردانده می‎شود، بهر‎حال ممکن است که انحرافات به یک شکل دمبلی منجر شود به طوری که نیروی کلمبی دافعه میان دو نیمه دمبل بر نیروی هسته ای که توسط انحراف هسته تضعیف شده فایق آید. در این لحظه هسته به دو پاره شکافته می‎شود. خصوصیات شکافت با در نظر گرفتن اورانیوم ۲۳۵ بیان می‎شود، بهر‎حال شکافت چهار ایزوتوپ دیگر نیز اساسا به همین ترتیب خواهد بود. مرحله اول برهمکنش جذب نوترون در اورانیوم ۲۳۵ است تا اورانیوم ۲۳۶ را به حالت برانگیخته تشکیل دهد. در حالت بعدی با گسیل یک پرتو گاما به حالت انرژی زمینه اش می‎رود. بهر‎حال در اکثر موارد هسته به صورتی که در بالا بیان شد شکافته می‎شود. محصولات شکافت دو پاره شکافت که عدد جرمی‎آن‎ها بین ۷۰ تا ۱۶۰ است، تعدادی نوترون متغییر بین صفر تا پنج تا، ذرات بتا، تابش گاما، نوترینو‎ و انرژی هستند. مراحل انجام شکافت که در بالا توضیح داده شد در شکل ۲-۱ نشان داده شده است.
شکل ۲-۱ مراحل فرایند شکافت
شناسایی دقیق محصولات شکافت و تعداد نوترون‎های حاصل از شکافت از یک شکافت به شکافت دیگری متفاوت است:
طیف محصولات شکافت برای در شکل ۲-۲ نشان داده شده است، که می‎توان آشکارا دید که عدد‎های جرمی‎ همه محصولات شکافت بین ۷۰ تا ۱۶۰ قرار دارند. عدد‎های جرمی ‎با احتمال بیشتر که در حدود ۵/۶ درصد از شکافت‎ها را شامل می‎دهند عددهای حدود ۹۶ و ۱۳۵ هستند، و شکافت متقارن با دو محصول به جرم ۱۱۷ تنها یک شکافت در هر ۲۰۰۰۰ شکافت را شامل می‎شود.

عدد جرمی A
درصد بهره شکافت
شکل ۲-۲ طیف محصولات شکافت اورانیوم با نوترون حرارتی
محصولات شکافت همان‎طور که انتظار می‎رود (به دلیل اضافه نوترون، چرا که برای هسته‎های سنگین نسبت نوترون به پروتون ۳ به ۲ است در حالی که برای هسته‎های میان وزن این نسبت زیر ۳ به ۲ است ) همگی پرتوزا هستند. پرتوزایی محصولات شکافت مخاطرات جدی و مشکلات حفاظ گذاری را در راکتورها ایجاد می‎کند. همچنین مشکلات دیگری که در حالت تعداد کمی ‎از محصولات شکافت بروز می‎کند، تولید ایزوتوپ‎هایی در راکتور است که نوترون‎ها را در حد بالایی گیر می‎اندازند و حتی مقدار خیلی کمی ‎از آنها تأثیر جدی بر پیوستگی شکافت در راکتور دارد. به عنوان مثال از موادی است در راکتور‎ها به عنوان سم عمل می‎کند. اکثر نوترون‎ها گسیل شده در فرایند شکافت در لحظه اولیه شکافت آزاد می‎شوند، و به عنوان نوترون‎های آنی شناخته می‎شوند. تعداد نوترون‎های گسیلی در هر شکافت از یک رخداد به رخداد دیگر متغییر است، و همچنین این تعداد به ایزوتوپ تحت شکافت و انرژی نوترون فرودی بستگی دارد. تعدا متوسط نوترون‎های گسیلی در هر شکافت ، یکی از پارامتر‎های خیلی مهم در مهندسی هسته ای است. تغییرات با انرژی کم وبیش با رابطه ۱٫۲ داده می‎شود
و برای برخی ایزوتوپ‎ها در جدول ۲-۱ داده شده است.
جدول ۲-۱ تعداد نوترون های گسیلی در هر شکافت