高速中性子(こうそくちゅうせいし、Fast Neutron)とは、エネルギー値の高い中性子を指す。高速中性子は、一般的にはエネルギー値が0.5 MeV(メガ電子ボルト)から20MeVのものを指し、20MeVより高いエネルギー値の中性子を超高速中性子(ultrafast neutrons)という。 中性子の速度は、そのエネルギー値から求める事が出来る。
1eVの中性子速度 = 1.4 × 104 m/s
故に、1MeVの高速中性子の速度は、1.4 × 107 m/s(毎秒1.4万km)である。
環境における中性子エネルギーの分布 環境における中性子エネルギースペクトルは1MeV付近に最も大きなピークがあり、100MeV付近にもピークがある。これは、環境における宇宙線中性子の多くが、高速中性子と超高速中性子であることを意味する。なお、北海道、宮城県、静岡県、鹿児島県、沖縄県における2002年から2004年にわたる調査で、環境における中性子エネルギーの分布が1000MeVまで及んでいることがわかっている。
核爆発との関係 ウラン235およびプルトニウム239も、ウラン238も、高速中性子によって核分裂して爆発する。
高速中性子の減衰と遮蔽厚の関係 様々なエネルギーの中性子の中で、高エネルギー中性子は最も透過力が高い。例えば、高速中性子に対する鉄の減弱距離(強度が1/eになる距離)は約5cmであるのに対し、高エネルギー中性子では約20~25cmにもなる。また,高エネルギー中性子を1桁減衰させるためには,鉄で0.5m、コンクリートで1m程度の遮蔽厚が必要である。
脚注
関連項目 原子力発電 高速増殖炉 核融合エネルギー 中性子線