A termikus neutronok vagy lassú neutronok olyan szabad neutronok , amelyek kinetikai energiája közel van a gázmolekulák szobahőmérsékleten ( 20,46 °C, ami 0,0253 eV - nak) legvalószínűbb hőmozgásának energiájához [1] .
A gyors neutronok , amelyek például egy maghasadási reakció során keletkeznek, az anyagmagokkal való többszöri ütközés után elvesztik kinetikus energiájukat és termikussá válnak. Az ilyen folyamatot "termalizációnak" nevezik, azaz a neutronok a gázmolekulákhoz hasonlóan termodinamikai egyensúlyba kerülnek a közeggel [2] .
A 235 U atommag által a termikus neutronnak a későbbi hasadással történő abszorpciójának keresztmetszete sokkal nagyobb, mint a gyors neutronok általi hasadás keresztmetszete. Ezért az atomreaktorokban gyakran használnak neutronmoderátorokat , hogy alacsonyabb koncentrációjú hasadóanyagot lehessen használni.
A neutronok sugárzási befogásának effektív keresztmetszete erősen függ a neutron energiájától. Az atomreaktorok fizikájának kényelme érdekében a neutronenergia-spektrum három részre oszlik: termikus neutronokra (0,4 eV alatti energiák), köztes neutronokra és gyorsneutronokra [3] .
1934. október 22-én olasz atomfizikusok egy csoportja Enrico Fermi vezetésével felfedezte, hogy az atommagok több százszor hatékonyabban ragadják meg a neutronokat, ha először paraffint vagy víztömeget helyeznek a célpont és a neutronforrás közé. (nagy szerencse, hogy a római intézetben volt egy medence aranyhalakkal). Fermi gyorsan egyszerű magyarázatot talált erre a jelenségre: a gyors neutronok jelentős számú nukleonnal ütközve lelassulnak, és a lassú neutron, ellentétben a túl gyors neutronokkal, „csendben” megközelítheti az atommagot, és befoghatja az atommagot. az erős interakció segítségével . Ennek eredményeként a következő reakciót hajtották végre a mesterséges izotópok előállítására : egy Z töltésű és N tömegszámú mag , miután befogott egy neutront, N + 1 tömegszámú izotóppal alakult. Az izotóp instabilitása miatt az atommag elektron és antineutrínó képződésével bomlik le . Az eredmény egy Z+1 magtöltésű és N+1 tömegszámú elem.
Nagyon szokatlannak tűnt - az atommagot régebben valami hihetetlenül erősnek tartották, és a józan ész szerint ahhoz, hogy megváltoztassák, valami nagyon energikus, nagyon gyors hatást kell rá gyakorolni - például egy gyors alfa részecskével . vagy egy gyors proton. A gyorsítókat is ugyanerre a célra találták ki – hogy a lehető leggyorsabb részecskéket kapják az atomokra gyakorolt legerősebb hatás érdekében. És a neutron esetében minden pontosan az ellenkezője volt - minél lassabban mozgott, annál könnyebben jelentkeztek az elemek átalakulási reakciói. Ez a felfedezés nyitotta meg az utat egy atomreaktor létrehozásához.