Називати сукупність теплових нейтронів у середовищі нейтронним газом є всі формальні підстави. Справді, теплові нейтрони за своїми властивостями близькі до ідеального газу:
- через електронейтральність нейтрони не взаємодіють один з одним; нейтронам принципово чужі сили взаємодії типу ван-дер-ваальсових сил міжмолекулярного зчеплення в реальних газах, тобто сил електростатичної природи;
- нейтронний газ - просторово дуже розріджена сукупність частинок: густина нейтронів у найбільш енергонапружених реакторах за порядком величини не перевищує 109 нейтр/см3, тоді як, скажімо, молекулярна концентрація води в розрідженій перегрітій парі становить щонайменше 1019 молекул/см3.
Близькість властивостей нейтронного газу до властивостей ідеального газу дає змогу описувати рух великих сукупностей вільних теплових нейтронів у середовищі із застосуванням залежностей молекулярної теорії ідеальних газів.
Скажімо, абсолютна температура ідеального газу T - параметр його стану, пов'язаний з найімовірнішою енергією молекул цього газу залежністю Eнім = kT, де k = 8.62 .10-5 еВ/К - стала Больцмана. У теплових нейтронів величина найімовірнішої енергії
Eнім = kTн
теж пов'язана з величиною температури нейтронів пропорційним зв'язком з тим самим коефіцієнтом пропорційності k, але це не означає, що температури середовища і нейтронів - одна величина, хоча за визначенням теплові нейтрони й перебувають у кінетичній рівновазі з ядрами середовища, у якому вони рухаються. Положення максимуму спектра теплових нейтронів, як уже говорилося в п.5.6, визначається не лише температурою середовища, а й співвідношенням поглинальних і сповільнювальних властивостей середовища. Якби середовище не поглинало теплові нейтрони, положення максимумів больцманівського спектра газових молекул і максвеллівського спектра теплових нейтронів, що рухаються в цьому газовому середовищі, точно збігалися б, а, отже, збігалися б і величини температур середовища та нейтронів. Але ідеальних середовищ, що не поглинають нейтрони, у природі немає, тому в реальних середовищах температура нейтронів Tн завжди вища, ніж температура середовища T, де рухаються теплові нейтрони, і відмінність цих температур тим більша, чим менша величина коефіцієнта сповільнення середовища (див. формулу (5.6.4)).
- через електронейтральність нейтрони не взаємодіють один з одним; нейтронам принципово чужі сили взаємодії типу ван-дер-ваальсових сил міжмолекулярного зчеплення в реальних газах, тобто сил електростатичної природи;
- нейтронний газ - просторово дуже розріджена сукупність частинок: густина нейтронів у найбільш енергонапружених реакторах за порядком величини не перевищує 109 нейтр/см3, тоді як, скажімо, молекулярна концентрація води в розрідженій перегрітій парі становить щонайменше 1019 молекул/см3.
Близькість властивостей нейтронного газу до властивостей ідеального газу дає змогу описувати рух великих сукупностей вільних теплових нейтронів у середовищі із застосуванням залежностей молекулярної теорії ідеальних газів.
Скажімо, абсолютна температура ідеального газу T - параметр його стану, пов'язаний з найімовірнішою енергією молекул цього газу залежністю Eнім = kT, де k = 8.62 .10-5 еВ/К - стала Больцмана. У теплових нейтронів величина найімовірнішої енергії
Eнім = kTн
теж пов'язана з величиною температури нейтронів пропорційним зв'язком з тим самим коефіцієнтом пропорційності k, але це не означає, що температури середовища і нейтронів - одна величина, хоча за визначенням теплові нейтрони й перебувають у кінетичній рівновазі з ядрами середовища, у якому вони рухаються. Положення максимуму спектра теплових нейтронів, як уже говорилося в п.5.6, визначається не лише температурою середовища, а й співвідношенням поглинальних і сповільнювальних властивостей середовища. Якби середовище не поглинало теплові нейтрони, положення максимумів больцманівського спектра газових молекул і максвеллівського спектра теплових нейтронів, що рухаються в цьому газовому середовищі, точно збігалися б, а, отже, збігалися б і величини температур середовища та нейтронів. Але ідеальних середовищ, що не поглинають нейтрони, у природі немає, тому в реальних середовищах температура нейтронів Tн завжди вища, ніж температура середовища T, де рухаються теплові нейтрони, і відмінність цих температур тим більша, чим менша величина коефіцієнта сповільнення середовища (див. формулу (5.6.4)).