The solution at revision #13689 of , by emixter. This is not the current version.

Условие

2.5.4. И свинец, и тяжелая вода почти не поглощают нейтроны. Почему же в атомных реакторах для замедления быстрых нейтронов тяжелую воду используют, а свинец — нет?

Решение

Замедление нейтронов происходит за счет их упругих столкновений с атомами среды. Эффективность замедления зависит от того, насколько сильно нейтрон теряет энергию при каждом столкновении. Для эффективного замедления важно, чтобы масса ядра замедлителя была близка к массе нейтрона. В тяжелой воде в качестве замедлителя выступает дейтерий (), масса которого примерно вдвое больше массы нейтрона. Это достаточно эффективно, хотя и хуже, чем у обычной воды (), но при этом тяжелая вода не поглощает нейтроны. В свинце ядра гораздо тяжелее нейтрона (ядро свинца имеет массовое число около 208), поэтому при столкновениях передача энергии от нейтрона ядру происходит крайне неэффективно. В результате нейтроны почти не замедляются.

Ответ

Масса нейтрона близка к массе дейтрона (), поэтому потери энергии при упругих столкновениях с дейтронами значительно больше, чем при столкновениях с тяжелыми ядрами свинца.