Réaction en chaîne


Quand un noyau fissible (uranium U235) absorbe un neutron, il passe dans un état excité instable, puis se coupe en deux en émettant deux ou trois neutrons et de l'énergie. Les neutrons émis peuvent à leur tour être absorbés par d'autres noyaux d'uranium fissibles. C'est la réaction en chaîne. Si rien ne vient limiter leur croissance, le nombre de neutrons croît de manière exponentielle.
Si au contraire, on introduit dans la zone de réaction des noyaux qui absorbent les neutrons (bore, cadnium), il est possible de contrôler leur nombre et par conséquent le nombre de fissions de noyaux U235 ainsi que la quantité d'énergie produite.
Dans cette simulation, on introduit, de manière aléatoire, dans la zone de réaction N noyaux U235, n noyaux de Bore et un neutron dont la vitesse et la direction sont aussi aléatoires.
Quand la trajectoire d'un neutron rencontre un noyau U235, il y a fission avec formation de deux noyaux fils (déchets) et émission de deux ou trois neutrons. Quand la trajectoire d'un neutron rencontre un noyau de Bore, il est absorbé.
Le programme s'arrête quand il n'y a plus de neutrons dans la zone de réaction.

Utilisation
Deux sliders permettent de modifier les nombres N et n.
Le bouton [Départ] introduit le premier neutron dans le réacteur.
Pour une simulation plane le taux de production de neutrons (5 / 2) est sans doute trop élevé. Il est possible de choisir un taux égal à 5 / 3.
Il est possible de modifier la valeur du nombre d'atome de Bore pendant la durée de l'expérience afin d'essayer de contrôler la vitesse de la réaction.

Si la trajectoire du neutron initial rencontre un noyau de Bore avant un noyau U235, la réaction s'arrête immédiatement.