ชื่อช่วงพลังงานนิวตรอน[1]

พลังงานนิวตรอน	ช่วงพลังงาน
0.0–0.025 eV	นิวตรอนเย็น
0.025 eV	นิวตรอนความร้อน
0.025–0.4 eV	นิวตรอนเอพิเทอร์มัล
0.4–0.6 eV	นิวตรอนแคดเมียม
0.6–1 eV	นิวตรอนเอพิแคดเมียม
1–10 eV	นิวตรอนช้า
10–300 eV	นิวตรอนเรโซแนนซ์
300 eV–1 MeV	นิวตรอนกลาง
1–20 MeV	นิวตรอนเร็ว
> 20 MeV	นิวตรอนเร็วยิ่งยวด

แต่ในแหล่งข้อมูลอื่น อาจมีช่วงอุณหภูมิและชื่อนิวตรอนที่แตกต่างไป เช่น

นิวตรอนเอพิความร้อนมีพลังงานระะหว่าง 1 eV ถึง 10 keV แต่มีภาคตัดขวางนิวเคลียสเล็กกว่านิวตรอนความร้อน[2]

ต่อไปนี้เป็นรายละเอียดของคุณสมบัติ:

นิวตรอนความร้อน

• Thermal neutron ("Thermal" ไม่ได้หมายถึงอุณหภูมิที่ร้อน (hot) ในความหมายทั่วไป แต่หมายถึงการสมดุลของอุณหภูมิที่มีกับตัวกลางที่มันมีปฏิสัมพันธ์ด้วย เช่นเชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์, ตัวหน่วงปฏิกิริยาและโครงสร้าง ซึ่งมีพลังงานต่ำกว่านิวตรอนเร็วที่เกิดในตอนต้นจากปฏิกิริยาฟิชชั่นมาก) เป็นนิวตรอนอิสระที่มีพลังงานจลน์ประมาณ 0.025 eV (ประมาณ 4.0×10−21 J หรือ 2.4 MJ/kg, นั่นคือความเร็วจะเป็น 2.2 km/s), ซึ่งเป็นพลังงานที่สอดคล้องกับความเร็วที่เป็นไปได้ที่สุดที่อุณหภูมิ 290 K (17 °C or 62 °F), ซึ่งเป็นโหมดของ การกระจายแบบแมกซเวลล์–โบลซ์แมนน์ สำหรับระดับอุณหภูมินี้

หลังจากการชนกันหลายครั้งกับนิวเคลียสต่าง ๆ (การกระเจิง) ในตัวกลางหนึ่ง (ตัวหน่วงนิวตรอน) ที่ระดับอุณหภูมินี้. นิวตรอนจะอยู่ที่ระดับอุณหภูมิประมาณนี้ ถ้าพวกมันไม่ถูกดูดซับไปซะก่อน

นิวตรอนความร้อนทั้งหลายสำหรับนิวไคลด์ชนิดเดียวกันจะมีภาคตัดขวางในการดูดซับนิวตรอนได้อย่างมีประสิทธิภาพที่แตกต่างกันและมักจะมีขนาดที่ใหญ่กว่านิวตรอนเร็วมาก เพราะฉะนั้นพวกมันจึงมักจะสามารถถูกดูดซับได้ง่ายกว่าโดยนิวเคลียส ผลก็คือทำให้เกิดไอโซโทปที่หนักกว่าและมักจะไม่เสถียรของสารเคมี (การกระตุ้นนิวตรอน)

นิวตรอนเอพิเทอร์มัล

• Epithermal neutron เป็นนิวตรอนที่มีพลังงานมากกว่านิวตรอนความร้อน
• มากกว่า 0.2 eV

นิวตรอนแคดเมียม

• Cadmium neutron เป็นนิวตรอนซึ่งจะถูกแคดเมียมดูดซึมอย่างมาก
• น้อยกว่า 0.4 eV

นิวตรอนเอพิแคดเมียม

• Epicadmium neutron เป็นนิวตรอนที่แคดเมียมไม่ได้ดูดซึมอย่างมาก
• มากกว่า 0.6 eV

นิวตรอนช้า

• Slow neutron เป็นนิวตรอนที่มีพลังงานสูงกว่านิวตรอนเอพิแคดเมียมเล็กน้อย
• น้อยกว่า 1-10 eV

นิวตรอนเรโซแนนซ์

• Resonance neutron หมายถึงนิวตรอนที่มีความอ่อนไหวอย่างยิ่งและถูกจับยึดแบบไม่ใช่ฟิชชันโดย U-238
• 1 eV ถึง 300 eV

นิวตรอนกลาง

• Intermediate neutron เป็นนิวตรอนที่อยู่ระหว่างช้ากับเร็ว
• ไม่กี่ร้อย eV จนถึง 0.5 MeV

นิวตรอนเร็ว

Fast neutron เป็นนิวตรอนอิสระที่มีระดับพลังงานจลน์ใกล้กับ 1 MeV (100 TJ/กก.) จึงมีความเร็วที่ 14,000 กม/s หรือสูงกว่า พวกมันถูกตั้งชื่อว่านิวตรอน เร็ว เพื่อให้พวกมันแตกต่างจากนิวตรอนความร้อนที่มีพลังงานต่ำกว่า และนิวตรอนพลังงานสูงที่ผลิตขึ้นในห้องรังสีคอสมิกหรือเครื่องเร่งอนุภาค

นิวตรอนเร็วจะถูกผลิตขึ้นโดยกระบวนการนิวเคลียร์ต่อไปนี้:

• นิวเคลียร์ฟิชชัน จะผลิตนิวตรอนที่มีพลังงานเฉลี่ย 2 MeV (200 TJ/กก. หรือ 20,000 กิโลเมตร/วินาที) ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นนิวตรอน "เร็ว" อย่างไรก็ตามช่วงของนิวตรอนจากฟิชชันตาม การกระจายแบบแมกซ์เวลล์-โบลซ์แมนน์ จาก 0 ถึงประมาณ 14 MeV ใน ศูนย์กลางของกรอบโมเมนตัม ของการสลายตัวและ โหมด ของพลังงานเป็นเพียง 0.75 MeV เท่านั้น ซึ่งหมายความว่าน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของนิวตรอนจากฟิชชันมีคุณสมบัติเป็นนิวตรอน "เร็ว" แม้ว่าโดยเกณฑ์ 1 MeV ก็ตาม[3]
• นิวเคลียร์ฟิวชัน: ดิวเทอเรียม- ทริเทียม ฟิวชั่นจะผลิตนิวตรอน 14.1 MeV (1400 TJ/กก หรือ 52,000  กม/s, 17.3% ของ ความเร็วของแสง) ที่สามารถแบ่งเซลล์ ยูเรเนียม 238 และ แอกทิไนด์อื่นที่ไม่ใช่วัสดุฟิสไซล์ได้อย่างง่ายดาย

นิวตรอนเร็วสามารถทำให้เป็นนิวตรอนความร้อนได้โดยผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการหน่วง กระบวนการนี้ถูกกระทำโดย ตัวหน่วงนิวตรอน ในเครื่องปฏิกรณ์โดยทั่วไป น้ำหนัก, น้ำเบา หรือ แกรไฟต์ จะถูกใช้ในการหน่วงนิวตรอน

นิวตรอนเร็วยิ่งยวด

• Ultrafast neutron เป็นไปตามทฤษฎีสัมพันธภาพ
• มากกว่า 20 MeV

การจำแนกประเภทอื่น ๆ

กอง (อังกฤษ: pile)

• นิวตรอนของทุกพลังงานที่มีอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
• 0.001 eV ถึง 15 MeV

นิวตรอนเย็นยิ่งยวด

แผนภูมิแสดงฟังก์ชันความหนาแน่นของความน่าจะเป็นแบบความเร็วของระดับความเร็วต่าง ๆ ของ ก๊าซเฉื่อย บางตัวที่อุณหภูมิ 298.15 °K (25 °C) คำอธิบายในแกนแนวตั้งปรากฏอยู่บนหน้าภาพ (คลิกเพื่อดู) นิวตรอน ที่ได้จากการ หน่วง จะมีการกระจายความเร็วที่คล้ายกัน

นิวตรอนเย็นยิ่งยวด (อังกฤษ: ultracold neutron (UCN)) เป็นนิวตรอนอิสระที่สามารถถูกเก็บไว้ในกับดักที่ทำจากวัสดุบางชนิดแม่แบบ:Specify