.中子的四种基本相互作用

强相互作用

中子与物质的强相互作用，主要是与原子核内的中子和质子作用。也即中子-中子和中子-质子两种作用，通常认为二者是一样的，均为短程强相互作用的吸引力，并且自旋相关。中子与原子核之间的作用，是中子-中子和中子-质子两种作用叠加的结果。实验测量得到自旋随机分布的中子-中子散射长度为6.6fm（散射截面为.65barn）。需要说明的是在反应堆或者加速器中子源里存在中子-中子相互作用过程，但是人类在地球上产生的中子源的中子-中子碰撞平均自由程在公里（08cm）量级，很难直接观察。

电磁相互作用

中子具有磁矩，也存在电偶极矩，因此存在直接的中子-电子的电磁相互作用，但是相作用引非常弱，截面在~5*0-7barn，比中子-质子作用概率低了6~8个数量级。因此对于非磁性原子来说，核外电子云没有形成磁矩，对中子是透明的，中子直接穿透电子云与原子核反应。

元素周期表中d和f存在未配对电子的磁性过渡金属和稀土离子存在较大磁矩，它们与中子的磁散射较强，可达到0.~barn量级，顺磁材料磁散射非相干，在粉末衍射上成为背景；铁磁和反铁磁材料磁散射相干，具有长程有序特性，因此可以通过中子衍射方法来测定磁结构。磁散射也包括弹性和非弹性散射，非弹性磁散射可以用来测定磁动力学。

弱相互作用

中子β衰变是典型的弱相互作用过程。严格来讲这是中子内部udd夸克衰变为uud夸克和W玻色子的过程，属于内部夸克之间相互作用，并非中子与其它粒子之间的作用。中子由两个下夸克（d夸克）和一个上夸克（u夸克）组成，但是两个下夸克并非完全一致，根据量子色动力学，夸克有红、蓝、绿三种量子态。中子在衰变过程中是蓝色的下夸克释放一个W-玻色子变成质子，W-玻色子随后变成电子和反电子中微子的过程（W-玻色子寿命非常短，只有×0-5秒）。图是中子衰变过程示意图。

图.中子衰变过程

引力相互作用

经典引力理论框架下任何有质量的物体之间都存在引力相互作用，研究人员认为在普朗克尺度下经典引力理论失效，需要量子引力理论，但是普朗克长度（0-5m量级）比中子半径（0-5m量级）要低0个量级，因此中子与其它粒子之间引力作用还是按照经典理论的距离平方反比规律，布鲁克海文实验室最早开展了中子重力加速度测量，使用水平米的飞行距离的自由下降高度来得到其重力加速度为0.95±0.07，后来橡树岭实验室也开展了类似实验，使用了两种波长的中子，测得其重力加速度分别为0.±0.00和0.97±0.，都与常用的0.98接近，在误差范围内。同时布鲁克海文实验室还测量了不同自旋状态下的中子受地球重力影响的区别，二者在万亿分之五（5*0-）的误差范围内。由于重力影响，设计较长中子束线（50m）时候需要考虑重力带来的束斑偏移（~cm）。

中子引力相互作用虽然遵守经典理论，但是中子具有波动性，重力场会对中子的双缝干涉实验产生相移。图是中子干涉实验示意图，OA方向入射的单色中子被分裂成ABD和ACD两束中子，在D板后面探测器可以探测到干涉条纹。如果ABCD平面不是严格的水平面，而是与水平面形成一定夹角，则B点和C点会存在引力势差，进而影响ABD和ACD两条轨迹的相位，因此D板后面的探测器的干涉条纹会发生移动。相当于是引力场中子干涉的阿哈罗诺夫-玻姆效应（AB效应）。图是中子干涉仪实物图，整体长度约厘米。

图.中子干涉仪示意图

图.中子干涉仪实物图

中子与物质作用主要是与原子核作用。当中子射向靶核时，存在三种可能的结果：势散射、直接相互作用、形成复合核。

势散射：是中子波与原子核表面势相互作用，中子与靶核系统在势散射过程中动量和能量都守恒，是一种弹性散射。在核物理领域中，势散射也被称作最简单的核反应。

直接相互作用：入射中子直接与靶核内某个核子碰撞，使其从核里发射出来，中子却留在靶核内部，由于要把处于束缚态的核子撞出来，入射中子通常需要一定阈能，一般在0MeV或者更高，反应式用（n,X）表示，并且通常伴随有伽马射线发射。如果从核里释放的是中子，也就是（n,n’）反应，同时靶核释放γ射线回到基态，这就是原子核的直接非弹性散射过程。在反应堆和散裂中子源中，这种高能中子非常少，因此对于目前研究和应用不重要。

复合核的形成：该过程是中子与原子核相互作用最重要的方式。靶核吸收中子，形成复合核，二者质心系的总动能以及结合能转化为复合核的内能，复合核处于激发态。经过一个短时间，复合核可能衰变放出一个粒子或光子，复合核也可能分解成多个核，见图。图中X和X根据实际情况可以是任意实物粒子，比如中子、质子、α粒子，或者更重的粒子碎片等，对于很多重核，还可以有X甚至X等碎片核。

图.中子与原子核作用

图5平行中子束经过薄靶前后衰减示意图

中子与原子核反应概率用微观截面表示。一束强度为I（单位：n/s/cm）的平行中子束垂直打在一个面积是′0-平方米，厚度为△x的薄靶上，靶片内单位体积中的原子核数是N0，在靶后某一距离处放置中子探测器。如果未放靶时测得的中子束强度是I，放靶后测得的中子束强度是I＇，那么I＇-I=△I就等于与靶核发生作用的中子数（见图5）。实验表明：在靶面积不变的情况下，△I正比于中子束强度I、靶厚度△x和靶核密度N0，因此有：

△I=-σNI△x()

其中σ是一个比例常数，是面积量纲，通常用barn来表示，barn=0-cm，被称为微观截面，因此微观截面定义可以写成：

()

根据中子与靶核相互作用结果不同，可以将相互作用分为散射和吸收两大类。散射包括弹性和非弹性散射；吸收包括辐射俘获、裂变、（n,α）等，也即：

散射包括弹性和非弹性散射，其中非弹性散射伴随γ射线释放。在第节讲到的中子与原子核三种相互作用都有可能发生散射。因此弹性散射截面在低能区可能是势散射，高能区则是形成复合核；而非弹性散射有可能是先形成复合核然后发射中子，也有可能是直接非弹性散射。中子与原子核的非弹性散射只会出现在较高的能区，需要达到靶核第一激发态能量才会发生非弹性散射，形成复合核的非弹性散射一般发生在入射中子能量高于5keV以上的能区，靶核越重，中子/质子比例越高，非弹性散射需要的激发能越小，表给出了几种原子核的激发态能量，在快中子反应堆的非弹性散射较为重要。

表快堆中常用核的第一和第二激发态能量

靶核

第一激发态能量（MeV）

第二激发态能量（MeV）

C

.

7.65

6O

6.06

6.

Na

0.5

.0

7Al

0.8

.0

56Fe

0.8

.0

Th

0.05

0.6

8U

0.05

0.5

需要强调的是用于材料结构和动力学研究的中子非弹性散射是指中子与晶格或者团簇的非弹性散射，入射中子能量都在meV~eV量级，中子与凝聚态物质非弹性散射过程中，靶核处于束缚态，中子-靶核体系动能与束缚态体系化学能相互转化，单个靶核内部并未激发或者退激发，因此中子与体系中靶核的相互作用都是弹性散射（势散射）。图6是C的弹性和非弹性散射截面（ENDF/B–VIII.0）与热解石墨9K的弹性和非弹性热散射截面（ENDF/B–VII.0-TSL）对比。其中C的非弹性散射截面是让碳原子核激发；而石墨的非弹性散射截面是让石墨晶格振动激发，中子与石墨中的碳原子碰撞是弹性散射。

图6.C和9K石墨的散射截面

由于中子-中子和中子-质子的强相互作用是自旋相关，中子与靶核散射由二者综合作用，因此也是自旋相关。对于单个固定核散射的球对称波函数为：

其中b是散射长度。根据不同的自旋状态，原子核也有相干散射和非相干散射之分，通过势散射模型可以得到相干散射和非相干散射截面分别为：

(6)

这里是散射长度平均值的平方；是散射长度平方的平均值，因此非相干散射起源于散射长度偏离其平均值的随机分布。对同一类型中子-靶核体系散射长度的统计涨落来源于中子与靶核的自旋耦合状态不同。核子-中子体系的自旋状态包含和两部分，用b+和b-来表示两种自旋值的散射长度，可以计算得到：

(7)

(8)

表给出了几种靶核不同自旋状态下的中子散射长度，散射长度为正代表排斥力，为负值时候代表吸引力。事实上散射长度是复数，虚部代表吸收。可以看出，中子与He散射体系处于自旋反平行时候，吸收非常强，因此常使用极化后的He气体作为中子束流极化器，He自旋排列为一个方向，入射中子自旋与He反平行时候几乎00%被吸收，剩下的都是自旋平行的中子。He的极化则使用铷原子光泵来实现。

表几种核素不同自旋状态的中子散射长度值

原子核

自旋

散射长度（fm）

原子核

自旋

散射长度（fm）

H

0.85

6Li

/

0.67-0.08i

0

-7.5

/

.67-0.06i

H

/

9.5

Na

6.

/

0.98

-0.9

He

.79

59Co

-.78

0

0.07-5.9i

9.9

H、Li、Na、Co的值分别来自于Koester（），Koester（98），Abragametal.()和Koesteretal.(97)。自旋值参考核子-中子自旋系统。

如果中子被极化或者原子核自旋被排列，核子-中子体系的I+个自旋态将不再等概率存在，那么平均散射长度就可能增加，散射长度平方的平均值减小，使得相干散射截面增加，非相干散射截面减小，在散射或者照相时候数据图像质量更佳，因此极化中子束流在中子散射技术中非常重要。更一般情况下，极化后的核子-核子碰撞截面也更大，对于氘氚核聚变来说，两个核都极化后聚变截面增大50%，意味着等离子体需要的温度和压强降低，或者同等条件下得到的反应更多，放电时间更长，事实上极化后聚变输出能量可增加75%；对于氘-氘或者氘-氚中子发生器来说反应截面增加意味着产生的中子束流强度增大。因此极化技术可以用在诸多核工程与核技术领域。表给出了部分原子核的中子相干和非相干散射截面。

表部分核素σcoh和??inc的值

表中总散射截面（相干和非相干散射截面之和）大吸收截面小的轻核是非常好的中子慢化材料，尤其是H，与中子质量接近，只需要一次碰撞，根据动量守恒和能量守恒，几乎可以让中子损失所有能量，由于H也有一定吸收，因此H也经常被用作中子慢化材料。事实上常用的慢化材料有轻水、液氢、固态/液态甲烷、重水、液氘、铍/氧化铍、石墨等。另外超冷中子有需要中子速度要达到m/s量级，液氦由于不吸收中子并且温度低，也被用作超冷中子慢化材料。

其实只要把表中H散射长度代入（7）和（8）式，取靶核自旋I=/，就可以得到表中的H截面数据，非常直观。需要指出的是，H非相干散射截面很大，而相干散射截面很小，是来源于表中的中子-质子自旋反向散射时候散射长度为负，导致了平均散射长度太小，只有.75fm，进而相干散射截面很小，相对来讲H就不会有这个问题。表数据直接关系到中子散射技术的具体材料选择。由于氢（H）非相干散射截面太大，很多时候衍射信号被掩盖，因此常常用氘来代替氢开展散射实验。相干散射截面大，非相干散射截面小，吸收截面小的核素可以用在单色器、中子反射或者折射等中子光学器件中。Be和C元素非相干散射截面和吸收截面都很小，因此石墨和单晶铍也可以用作中子单色器，旋转不同晶向选择不同中子能量。镁的中子非相干散射截面也很小，因此世界上第一组中子聚焦透镜是用的MgF材料制成的。由于镍（Ni）相干散射截面很大，在中子超镜导管镀膜中被用来作为中子反射层。由于钒（V）几乎完全非相干，常用来做标样或者样品容器，不会有衍射峰，其非相干散射数据可以直接从本底扣除；铝的总截面（散射截面+吸收截面）很小，相对其它元素来说铝对中子几乎透明，因此也常用来做样品容器，但是数据分析时候需要把铝样品容器盒的衍射峰扣除。中子的弹性、非弹性、相干、非相干散射结合，会形成丰富的中子散射应用技术和仪器。

散射以外的情况都是吸收，这里吸收是广义的吸收，也就是复合核退激发后产物不仅仅是一个中子和一个靶核。吸收包括辐射俘获（n,γ）、裂变(n,f)、（n,p）（n,α）等。其中裂变则吸收中子后激发态复合核分裂成个以上碎片，同时释放平均个以上的中子。除了裂变会生成更多的中子，其它反应道都是减少中子的过程，比如（n,γ）、（n,p）（n,α）等都是靶核吸收中子后分别释放γ射线、质子和α射线从而回到基态，因此裂变以外的吸收反应道统称俘获反应。

靶核俘获中子后通常释放γ、β或α射线退激发回到基态。实际应用中有几组重要的中子俘获反应。

A．中子俘获治疗

中子俘获治疗基本原理是0B（BNCT）或者57Gd（GNCT）药物富集在癌细胞，靶药吸收中子后释放带电粒子（0B释放α和7Li+和γ，Gd释放β和γ），带电粒子和γ射线在细胞内被吸收进而杀死癌细胞DNA，因此是一种细胞水平的放疗，其核反应方程式如下：

（9）

（0）

Gd俘获中子后电子转换示意图如图7所示：

图7.Gd吸收中子后释放电子和γ射线过程示意图

硼中子俘获治疗的硼药物对不同肿瘤细胞富集位置不同。黑色素瘤的BPA药物富集在靠近细胞核的细胞质中，脑神经瘤BSH富集在细胞核区域。当0B在细胞质时候，肿瘤灭活至少需要09～00个0B原子（00ppm）；当0B位于细胞核时，肿瘤细胞灭活需08个0B原子（0ppm）。图8是细胞结构和BNCT治疗原理示意图。

图8.细胞结构及BNCT治疗原理示意图

B．反应堆内重核俘获中子

反应堆内易裂变核有很大概率吸收中子裂变释放更多中子和能量，但是由于辐射俘获反应道的存在，使得发生裂变的概率降低，因此会浪费部分中子。几种重核γ俘获中子反应过程如下：

其中（）~（）三个反应道是易裂变核俘获中子后没有发生裂变，其生成的U、6U、0Pu等可能发生衰变，也可能继续通过(n,γ)反应俘获中子生成更重的核。8U和Th经过两次β衰变生成9Pu和U从而实现易裂变核的转化。

C．堆内裂变产物导致反应性中毒

重核裂变产物中部分核素具有很大的中子吸收截面，会造成反应堆中毒，主要两种毒物，它们产额较大，吸收截面也大，其反应过程如下：

尤其是5Xe热中子吸收截面高达.7*06barn，直接裂变产生的5Xe以及其先驱核5I浓度随着反应堆运行时间增加而增加（约0小时）随后达到饱和浓度。停堆后由于先驱核5I衰变成5Xe，使得后者浓度在几小时增加到最大值随后降低，如果此时再次启动，需要较大的初始反应性，被称为“碘坑”。由于中子通量密度突然增加，5Xe密度将大量被吸收，它的浓度很快地下降，因而氙中毒迅速地减小，使得反应堆出现过剩反应性，需要控制棒插入足够深度弥补5Xe浓度降低带来的正反应性，否则可能超临界导致安全事故。同样单纯反应堆内功率变化也会引起氙震荡，导致堆内局域温度过高带来材料损坏。碘坑和氙震荡在反应堆物理和安全设计中需要专门考虑。

D．反应堆控制棒材料

为了控制核反应堆,需要中子吸收材料调节反应性，包括化学补偿（硼水）、可燃毒物（硼玻璃）以及控制棒（氧化轧、银铟镉）材料。其中在中子俘获治疗中的两个反应已经给出了0B和57Gd的反应，镉吸收中子过程如下：

Cd+n→Cd+γ

天然镉包含多种同位素，其同位素丰度和伽玛俘获中子截面见表.

表.天然镉的同位素丰度和相应的伽玛俘获截面

核工程发展的早期也用铪做控制棒：

77Hf+n→8Hf+γ

由于价格太贵，后来才把铪换成银-铟-镉和氧化轧。吸收材料的低能中子吸收截面更大，因此通常是先把快中子减速后再用热中子吸收截面大的材料来吸收。事实上在反应堆或者中子源设施中，都是内部先有一层散射截面较大的材料（水、石墨等）反射层，外面再包一层吸收较强的屏蔽层。

E．瞬发特征γ检测

前面A~D四部分的俘获反应并未区分靶核吸收中子是立即退激发还是衰变。实际上退激发过程是分瞬发和缓发的，很多俘获反应同时存在瞬发γ和缓发γ。大部分核素都具有一定伽玛俘获反应截面，靶核吸收中子后会在0-5秒（0微秒）内释放瞬发特征能量γ射线，通过鉴别其特征能谱，与EGAF瞬发γ数据库对比，可以实现实时在线对特定核素和含量的检测。图9是La俘获中子瞬发特征γ能谱。

图9.9La中子俘获瞬发特征γ能谱，上图是全能区，下图是放大图

F．中子活化

对于某些靶核，吸收中子形成复合核后如果不立即释放射线而是衰变，那么就会形成活化，具有γ或者β放射性，前面的瞬发特征γ时间关于0微秒并非一个定义，而是大致上根据探测器的时间分辨能力来定的。大部分情况则是复合核同时具有β和γ放射性，某些重核还具有α放射性。需要注意的是，分解与衰变并无明确时间界限，比如复合核释放α粒子，如果时间很短，可以看做（n,α）反应，如果时间很长，则看做α衰变，工程和技术上有意义的衰变一般大于0.秒量级。我们统计了衰变纲图中天然和人工产生的带α、β或γ放射性核素有5种，同时存在β和γ放射性的核素有7个；只有β衰变的核素共9个，只有γ放射性的核素有个。缓发伽玛俘获同样有特征能谱，经过活化后的靶核具有伽玛放射性。比如检测砷元素可以使用热中子活化：

n+75As→76As*+γ（半衰期6.小时）

研究人员用中子活化技术测量了光绪皇帝和拿破仑的头发中砷含量，从而推测他们死于砒霜中毒，其中拿破仑死于被长期投放少量砒霜慢性中毒。图9是人体头发结构和拿破仑头发中子活化实验。拿破仑不同年份头发都做了测量，发根到发梢砷含量相差几倍，但都高于正常人含量几倍到十几倍不等。

图0.人体头发结构（上）和拿破仑中子活化实验（下）

中子活化对于成分分析来说是可以实现离线的元素痕量分析，活化后半衰期达到小时以上的，可以把样品带离中子束线去开展专门检测，相对来说瞬发特征γ分析则需要在线测量，也就是需要中子发生器可移动到实验现场，或者样品在中子束流照射时候同时使用伽玛能谱仪测量瞬发的次生γ能谱。但是中子的活化也导致了被中子辐照后的材料需要经过冷却才能允许人接近，比如反应堆停堆或者散裂中子源停机后，大致需要冷却几天甚至几十天工作人员才能进入中心区域，某些含有重金属的样品被辐照后也要冷却几个小时才能拿出来。

G．形成宇宙中的重核

中子俘获反应在恒星演化过程中也起着重要作用。质量数大于56的核素不能通过核聚变方式产生，只能通过中子俘获衰变产生，因此中子俘获是宇宙重生成重核的唯一渠道。中子俘获在恒星中以快（R过程）和慢（S过程）两种形式发生，进而形成恒星中的重核。S过程生产了约一半的比铁重的元素。S过程种子轻核经过中子俘获形成更重同位素，如果新生成的同位素稳定，则会进一步俘获中子生成更重同位素；如果同位素不稳定，则会发射β衰变产生原子序数大的元素。S过程缓慢，路径沿着β稳定线进行，图是s过程示意图。快过程的中子俘获（r-过程）需要中子密度为00~05个/cm，因此俘获过程非常快。

图.慢速中子俘获过程（S过程）

重核吸收热中子会发生裂变，丰中子重核都有可能裂变，并且裂变都有一定中子产额。吸收中子发生裂变的核素被称为易裂变核素；吸收热中子后不裂变，但是经过衰变生成易裂变核的核被称作可转换核。易裂变核素吸收中子后发生裂变，产生两个或者多个中等质量的氢核，同时释放个以上中子，释放的中子经过碰撞减速后又与易裂变核发生裂变反应，进而自持产生链式反应，见图。

图.5U原子核裂变链式反应

A．原子核裂变基本特征

人类真正可以在核工程上利用的只有三个核素：U、5U和9Pu。三个核素裂变的基本特性见表5。其中ν是平均裂变中子数，νeff有效裂变中子数；E是每次裂变可用的能量，比如5U裂变释放有07MeV，但是有MeV被中微子带走，还有约MeV能量一部分作为中子与靶核反应入射动能无法使用，也有可能是γ射线沉积到屏蔽层上了。表6可以看出，9Pu裂变释放能量最多，缓发中子也最少，因此反应快，威力大，更适合做核弹。目前主要拥核国家的原子弹大都是钚弹，不过由于没有天然的9Pu，生产9Pu提纯技术复杂，人类早期的原子弹尤其是每个拥核国家第一个原子弹都是5U制造的，这是因为5U可以通过离心机提纯，而9Pu只能通过核反应堆生产，没有天然钚-----生产9Pu前必须先有5U。比如美国在广岛上空爆炸的第一颗原子弹“小男孩”是铀弹，第二个爆炸的是“胖子”则是钚弹，中国第一颗原子弹也是铀弹。

表5.三种易裂变核热中子（0.05eV）反应的基本特征

每次裂变释放约00MeV的能量，大部分以裂变产物碎片动能形式存在，少部分以中子动能形式存在。表6给出了5U裂变后的能量分配，裂变能量构成区分了瞬发和缓发γ，事实上也有瞬发和缓发中子之分，只不过裂变产生的中子99%以上都是瞬发中子，在裂变瞬间发射出来的，因此缓发中子携带能量在裂变释放总能量占比可以忽略，其它易核素裂变后的能量分配也与5U大致接近。

表6.5U裂变后的能量分

裂变方式很多种，大部分裂变生成两个碎片，图是U、5U和9Pu裂变碎片的质量-产额曲线图。三种核素裂变碎片分布不同，但是大致区域重合。需要指出的是入射中子能量不同，产额分布也有所不同，入射中子能量越高，对称性分布比例越大，也就是高能中子引起的裂变两个碎片质量趋于接近。

图.U、5U和9Pu裂变碎片的质量-产额分布

图是裂变碎片放射性产物及其寿命分布，蓝色标记产物具有氟化物挥发性；绿色标记产物具有氯化物挥发性；红色标记的产物没有卤化物挥发性，本身在高温下就具有挥发性。图5是5U和9Pu裂变中子能谱，可以看得出来5U的能谱比9Pu要软。

图.裂变碎片放射性产物分布

图5.5U和9Pu裂变中子能谱

B．铀-钚循环与钍-铀循环

一般核电站使用的核燃料是%富集度的5U，高通量研究堆用的核燃料富集度为0%，原子弹材料富集度可达到90%以上，都不是00%的5U，还有很大部分8U。8U会吸收中子生成9U，然后经过两次β衰变生成9Pu。而9Pu又可以燃烧，因此堆内存在铀-钚循环过程：8U吸收5U裂变释放的中子后被嬗变为9Pu，从而实现了对8U的燃烧。铀-钚循环经过简化后如图6所示，其中双下划线代表易裂变核。

图6.铀-钚循环简化过程

同样如果核燃料是Th和U作为核燃料，则对应存在钍-铀循环过程，Th吸收中子生成Th，后者经过两次衰变生成U，实现对钍的焚烧。钍-铀循环过程见图7。值得一提的是，铀-钚循环中，9Np的β半衰期只有.5天，因此可以直接在堆内衰变焚烧。但是钍-铀循环过程中，Pa的β半衰期达到了7.天，如果直接在堆内衰变，Pa很可能在衰变前就吸收中子生成Pa了，然后衰变成不裂变的U，因此Th在堆内辐照一段时间需要取出来让其中的Pa自行衰变，然后提取出U。也就是说，铀-钚循环可以实现在线焚烧8U，但是钍-铀循环只能离线焚烧Th。

图7.钍-铀循环简化过程

C．缓发中子

缓发中子和缓发γ都是裂变碎片（先驱核）衰变释放出来的。缓发中子对于反应堆的控制异常重要。如果没有缓发中子，原子核裂变在很短时间内（比如微秒以内）释放中子，而释放的中子又与下一个原子核反应产生新的裂变，那么会在瞬间释放所有能量，使得核反应没法控制。缓发中子可以在裂变后0.秒到数十秒内释放，可以通过吸收中子的控制棒来控制反应堆的临界。

美国能源部对瞬发中子定义是0-s内释放出来，美国核管会定义是0-s，两种定义都是小于毫秒量级。缓发中子先驱核寿命跨度较大，从毫秒以下到0秒以上都有，但0.秒以上才具有核反应堆控制上的意义，因此核数据评价中习惯把缓发中子按照其先驱核寿命长短分成6组，不同裂变核分组不一样，不同核数据库对同一个核分组也不完全一样。表7给出了5U和9Pu的各组缓发中子所占比例。

表7.三种核素裂变的6组先驱核分布

六组缓发中子能谱不一样，并且都因裂变核而异。图8是5U和9Pu六组缓发中子能谱对比。缓发中子能量大都在MeV以下。

图85U和9Pu六组缓发中子能谱

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下期预告：如何产生中子