(۱‑۱)

یعنی در اثر جذب نوترون توسط هیدروژن، دوترون و فوتون تولید میشود، در صورتیکه فعل و انفعال فوق طوری انجام شود که نوترون و هسته اتم هیدروژن در حال سکون باشند، در این صورت انرژی گامای آزاد شده برابر با انرژی همبستگی دوترون خواهد بود.
جرم دوترون برابر است با مجموع جرم های پروتون و نوترون منهای کسر جرم دوترون که معادل انرژی همبستگی است، بنابراین:

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

(۱‑۲)

(۱‑۳)

نیمه عمر نوترون آزاد، طبق اندازه گیری اسپیواک^[۹] برابر با ۳/۰±۷/۱۱دقیقه بدست آمده است، بنابراین چنین نتیجه میشود که نوترون دارای نیمه عمر طولانی بوده و می توان آنرا یک ذره پایدار در نظر گرفت. اسپین نوترون برابر با است. برای اولین بار در سال ۱۹۴۰ وجود گشتاور مغناطیسی نوترون توسط دو محقق به نام های آلوارز و بلوچ^[۱۰] ثابت شد. بر اساس این گشتاور مغناطیسی، نوترون می تواند با اتم های عناصر فرومغناطیس اثر متقابل مغناطیسی انجام دهد. این عمل را اصطلاحا پراکندگی مغناطیسی نوترون نامیده اند. برای تعیین بار الکتریکی نوترون، آزمایش های مختلفی انجام شده است. فرمی و مارشل^[۱۱] از آزمایش های پراکندگی نوترون در اثر برخورد با زنون، مقدار بار نوترون را تا حداکثر e ^۱۸-۱۰ بدست آوردند.
نوترون ها در واکنش های هسته ای و شکافت بوجود می آیند. دو نمونه از واکنش های نوترون عبارتند از:

(۱‑۴)

(۱‑۵)

یک چشمه متداول نوترونها از تشکیل میشود که پوششی از آن را در بر میگیرد.
نوترونها در نتیجه واکنش ذرات آلفای پولونیوم با هسته های برلیوم به وجود می آیند. یک چنین چشمه نوترون را می توان با بکار بردن هر ماده رادیو اکتیو آلفا نظیر , , تهیه نمود. این نوع چشمه نوترون شاری حدود ۱۰^۶ نوترون بر ثانیه به ازاء یک کوری از چشمه آلفا، بدست می دهد .
شکافت چشمه ی دیگری از نوترون می باشد، در هر واکنش شکافت حدود ۲-۵ نوترون بوجود می آید. ایزوتوپ ^۲۵۲Cf که بطور مصنوعی تهیه می شود، با شکافت خودبخودی تعداد زیادی نوترون با نیمه عمر نسبتا زیاد تابش می کند. بنابراین از این ایزوتوپ می توان بعنوان چشمه نوترون استفاده نمود. چنین چشمه ای دارای امتیازات ایجاد حرارت کمتر و حجم کوچکتر، در مقایسه با چشمه آلفا-بریلیوم، می باشد. [۴]
تقسیم بندی نوترونها از لحاظ انرژی
نوترونها که انرژی آنها از رابطه بدست می آید از لحاظ انرژی به سه دسته کلی تقسیم میشوند. دسته اول نوترونهای کند هستند که انرژی آنها است. دسته دوم نوترونها با انرژی متوسط که انرژی آنها در بازه قرار دارد. گروه سوم که انرژی آنها بزرگتر از است. نوترونهای سریع نامیده می شوند. نوترونهایی که انرژی آنها است نیز به سه گروه، نوترونهای حرارتی، نوترونهای فوق حرارتی و نوترونهای کند تقسیم میشوند . [۳]
برهمکنش نوترون با ماده
با وجود آنکه نوترونها به سنگینی پروتون هایند، به سبب خنثی بودنشان با الکترونهای اتمی وارد بر همکنش نمی شوند. گشتاور مغناطیسی نوترونها فقط بر همکنش بسیار ضعیفی را سبب می شود با این وجود، خنثی بودن نوترونها مزیتی برای آنها محسوب میشود که به سبب آن مواجه با سد کولنی نخواهند شد، لذا حتی نوترونهای کند نیز می توانند بدون برخورد به مشکلی خود را به هسته برسانند. مهمترین فرآیندی که طی آن ها نوترون ها کند و عاقبت جذب می شوند پراکنش آنهاست که می تواند کشسان یا غیر کشسان باشد. بعنوان یک تعریف فرآیندی که در آن هسته پس از واکنش با نوترون چه از نظر ترکیب ایزوتوپی و چه از نظر انرژی داخلی تغییر نکرده باشد پراکندگی کشسان گویند.
از طرف دیگر هرگاه هسته پس از واکنش در حالت تحریک شده باقی بماند ولی ترکیب ایزوتوپی آن تغییری نکند فرایند را پراکندگی غیر کشسان گویند.
وقتی نوترونها تحت برخورد های غیر کشسان قرار گیرند هسته هدف به حالت بر انگیخته در می آید و سپس با گسیل پرتوهای گاما وامیپاشد. وقتی نوترونها با پروتون ها برخوردهای کشسان انجام می دهند، سرعتشان به مقدار قابل ملاحظه ای کم میشود. نوترونهای کند به سادگی توسط هسته های جاذب گرفته میشوند. این هسته ها با گسیل پرتو های گاما حالت بر انگیزش خود را ترک می کنند، سپس وارد برهمکنش می شوند.[۳]
در این برخوردها کسری از انرژی که به محیط با جرم اتمی M منتقل میشود از رابطه زیر بدست می آید: