中性子束

中性子束は、原子核物理学および原子炉物理学で用いられるスカラー量である。これは、単位時間と単位体積あたりにすべての自由中性子が移動する総距離である。 ^{[ 1 ]}同様に、半径の小球を通過する中性子の数として定義することもできる。${\displaystyle R}$時間間隔を球の最大断面積（大円盤面積）で割った値、$\displaystyle \pi R^{2}}$）そして時間間隔の長さによって決まる。^{[ 2 ]：82-83}中性子束の次元は${\displaystyle {\mathsf {L}}^{-2}{\mathsf {T}}^{-1}}$そして、通常の単位は cm ⁻² s ⁻¹ (平方センチメートルの逆数×秒の逆数) です。

中性子フルエンスは、一定期間にわたって積分された中性子束として定義されます。したがって、その次元は${\displaystyle {\mathsf {L}}^{-2}}$そして、その通常の単位は cm ^{−2 (逆平方センチメートル) です。cm −2}の代わりに使われていた古い用語は「nvt」（中性子、速度、時間）でした。^{[ 3 ]}

漸近巨星分枝星や超新星における中性子束は、鉄より重い元素を生成する自然核合成の大部分を担っている。恒星では中性子束は比較的低く、10 ⁵～ 10 ¹¹ cm ⁻² s ^{−1のオーダーであり、} s 過程(遅い中性子捕獲過程)による核合成が起こる。対照的に、中心核崩壊型超新星の後には、中性子束が極めて高く、10 ³² cm ⁻² s ⁻¹のオーダーであり、^{[ 4 ]} r 過程(速い中性子捕獲過程)による核合成が起こる。

雷雨から発生する地球大気中性子束は、3×10⁻²～9×10⁺¹ cm⁻² s⁻¹ に達することがある^。 [ ⁵ ] ^[ 6 ^{]しかし、遮蔽され}ていないシンチレーション中性子検出器で得られた最近の結果^{[ 7 ]}（元の研究者^{[ 8 ]によって無効とみなされている）は、雷雨中の中性子束の減少を示している。最近の研究は}、光核反応によって放電ごとに 10¹³～10¹⁵ 個の中性子^が雷^によって生成されることを支持しているようだ。^{[ 9 ]}

人工中性子束とは、兵器や原子力発電の副産物として、あるいは研究炉や核破砕反応など特定の用途のために人為的に生成される中性子束を指します。中性子の流れは、不安定な大型原子核の核分裂を開始させるためによく用いられます。1つまたは複数の追加の中性子によって原子核が不安定になり、崩壊（分裂）してより安定な生成物を形成することがあります。この効果は、核分裂炉や核兵器において不可欠です。

原子炉内では、中性子束が反応を制御するために測定される主要な量です。中性子束の形状とは、原子炉内を移動する中性子束の密度または相対的な強さを表す用語です。通常、中性子束は原子炉炉心の中心部で最も強く、端に向かうにつれて弱くなります。中性子束が大きいほど、単位時間あたりに一定面積を通過する中性子の数が増えるため、核反応が起こる可能性が高くなります。

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