Η βασική διαφορά μεταξύ σύλληψης και απορρόφησης νετρονίων είναι ότι η σύλληψη νετρονίων αναφέρεται στον συνδυασμό ενός νετρονίου και ενός βαρέως πυρήνα μέσω σύγκρουσης, ενώ η απορρόφηση νετρονίων αναφέρεται στο σχηματισμό ενός σύνθετου πυρήνα όταν ένας πυρήνας απορροφά πλήρως ένα νετρόνιο.
Η σύλληψη και η απορρόφηση νετρονίων είναι δύο τύποι πυρηνικών αντιδράσεων. Και οι δύο αυτές διαδικασίες περιλαμβάνουν το συνδυασμό ενός πυρήνα και ενός νετρονίου για να σχηματιστεί ένας σύνθετος πυρήνας. Ωστόσο, η μέθοδος συνδυασμού είναι διαφορετική μεταξύ τους. Στη διαδικασία σύλληψης νετρονίων, συμβαίνει μια σύγκρουση ενώ, στη διαδικασία απορρόφησης νετρονίων, συμβαίνει μια σχάση.
Τι είναι η σύλληψη νετρονίων;
Η σύλληψη νετρονίων είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται σε πυρηνικούς αντιδραστήρες όπου ένας ατομικός πυρήνας υφίσταται σύγκρουση με ένα νετρόνιο υψηλής ταχύτητας. Εδώ, ένας ατομικός πυρήνας ενός βαριού στοιχείου συγκρούεται με ένα ή περισσότερα νετρόνια και συγχωνεύεται για να σχηματίσει έναν βαρύτερο ατομικό πυρήνα. Έτσι, αυτή η διαδικασία είναι πολύ σημαντική στην κοσμική πυρηνοσύνθεση.
Το νετρόνιο δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο. Αυτό σημαίνει ότι τα νετρόνια είναι ουδέτερα (που οδήγησε στην ονομασία τους ως νετρόνια). Επομένως, μπορούν εύκολα να εισέλθουν σε έναν ξένο ατομικό πυρήνα. Εάν ήταν θετικά φορτισμένα ως πρωτόνια, τότε τα πρωτόνια που υπάρχουν ήδη στους πυρήνες θα απωθήσουν τα εισερχόμενα νετρόνια.
Σε συστήματα όπου μπορούμε να παρατηρήσουμε μια μικρή ροή νετρονίων (π.χ. πυρηνικός αντιδραστήρας), ένας ατομικός πυρήνας συλλαμβάνει ένα μόνο νετρόνιο (εκτός από τη σύλληψη δύο ή περισσότερων νετρονίων). Για παράδειγμα, όταν τα φυσικά ισότοπα χρυσού ακτινοβολούνται από νετρόνια, σχηματίζεται ένα ασταθές ισότοπο χρυσού σε διεγερμένη κατάσταση, το οποίο στη συνέχεια υφίσταται γρήγορα ραδιενεργή διάσπαση για να αποκτήσει τη βασική του κατάσταση. Εδώ, ο μαζικός αριθμός αυξάνεται κατά ένα επειδή το 197Au μετατρέπεται σε 198Au. Οι ακτίνες γάμμα εκπέμπονται κατά τη διαδικασία της ραδιενεργής διάσπασης. Επιπλέον, εάν χρησιμοποιήσουμε θερμικά νετρόνια σε αυτή τη ροή νετρονίων, τότε η διαδικασία ονομάζεται θερμική σύλληψη παρά σύλληψη νετρονίων.
Εικόνα 01: Διαδικασία σύλληψης νετρονίων σε αστέρια
Σε συστήματα όπου μπορούμε να παρατηρήσουμε υψηλή ροή νετρονίων, όπως στα αστέρια, οι ατομικοί πυρήνες δεν έχουν χρόνο για ραδιενεργό διάσπαση μεταξύ των διεργασιών σύλληψης νετρονίων. Επομένως, ο μαζικός αριθμός των ατομικών πυρήνων αυξάνεται σταδιακά, αντί να μειώνεται όπως στους πυρηνικούς αντιδραστήρες. Ωστόσο, ο ατομικός αριθμός παραμένει ο ίδιος επειδή τα πρωτόνια δεν εμπλέκονται σε αυτή τη διαδικασία. Ως εκ τούτου, μπορούμε να παρατηρήσουμε το ίδιο χημικό στοιχείο (ο τύπος του χημικού στοιχείου καθορίζεται από τον ατομικό αριθμό).
Τι είναι η Απορρόφηση Νετρονίων;
Η απορρόφηση νετρονίων είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται σε πυρηνικούς αντιδραστήρες στους οποίους ένα άτομο απορροφά πλήρως ένα νετρόνιο για να σχηματίσει έναν σύνθετο πυρήνα. Είναι το πιο σημαντικό είδος πυρηνικής αντίδρασης που χρησιμοποιούμε σε πυρηνικούς αντιδραστήρες. Εδώ, ο τρόπος διάσπασης του νεοσχηματισμένου ατομικού πυρήνα δεν εξαρτάται από τη μέθοδο που έλαβε χώρα η απορρόφηση νετρονίων. Επομένως, μπορούμε να παρατηρήσουμε μια ποικιλία εκπομπών που ακολουθούνται από την απορρόφηση. Π.χ. ραδιενεργός σύλληψη έχει ως αποτέλεσμα ακτινοβολία γάμμα.
Γενικά, το τελικό προϊόν της αντίδρασης απορρόφησης νετρονίων τείνει να διαιρείται σε δύο μέρη ενώ απελευθερώνει μερικά νετρόνια και μια σημαντική ποσότητα ενέργειας. Αυτή η διαδικασία ακολουθεί κατά κύριο λόγο την κινητική των αντιδράσεων σχάσης.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ σύλληψης και απορρόφησης νετρονίων;
Η σύλληψη και η απορρόφηση νετρονίων είναι δύο τύποι πυρηνικών αντιδράσεων. Η βασική διαφορά μεταξύ σύλληψης και απορρόφησης νετρονίων είναι ότι η σύλληψη νετρονίων αναφέρεται στον συνδυασμό ενός νετρονίου και ενός βαρύ πυρήνα μέσω σύγκρουσης, ενώ η απορρόφηση νετρονίων αναφέρεται στο σχηματισμό ενός σύνθετου πυρήνα όταν ένας πυρήνας απορροφά πλήρως ένα νετρόνιο.
Επιπλέον, μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ σύλληψης και απορρόφησης νετρονίων είναι ότι στη διαδικασία σύλληψης νετρονίων, συμβαίνει σύγκρουση ενώ, στη διαδικασία απορρόφησης νετρονίων, συμβαίνει σχάση.
Σύνοψη – Σύλληψη νετρονίων έναντι απορρόφησης
Η σύλληψη και η απορρόφηση νετρονίων είναι δύο τύποι πυρηνικών αντιδράσεων. Η βασική διαφορά μεταξύ σύλληψης και απορρόφησης νετρονίων είναι ότι η σύλληψη νετρονίων αναφέρεται στον συνδυασμό ενός νετρονίου και ενός βαρύ πυρήνα μέσω σύγκρουσης, ενώ η απορρόφηση νετρονίων αναφέρεται στο σχηματισμό ενός σύνθετου πυρήνα όταν ένας πυρήνας απορροφά πλήρως ένα νετρόνιο.
