Упругие столкновения

Как видно, быстрые нейтроны взаимодействуют приблизительно с равной вероятностью со всеми основными элементами. Медленным нейтронам свойственно существенное различие в интенсивности и характере взаимодействия. Водород рассеивает медленные нейтроны примерно в 40 раз интенсивнее, чем быстрые. В процессе рассеяния медленных нейтронов кроме сечения очень существенным фактором является вес ядра. Чем легче ядра, тем больше энергии теряют нейтроны, поэтому водород играет главную роль в рассеянии и замедлении нейтронов.

Плотность потока тепловых нейтронов в веществе определяется положением источника быстрых нейтронов (расстоянием до источника), интенсивностью источника и свойствами замедляющей среды (захватом медленных нейтронов в веществе). Заметная концентрация атомов с большим сечением захвата приводит в конечном счете к уменьшению плотности потока медленных нейтронов.

Если точечный источник быстрых нейтронов расположен в бесконечно протяженной замедляющей среде, то распределение медленных нейтронов обусловливается следующими факторами: спектром энергии быстрых нейтронов; интенсивностью процесса рассеяния и замедления нейтронов данной среды; интенсивностью процесса захвата нейтронов данной средой.

Для случая, когда нейтронный источник помещен в безграничную изотропную среду, уравнение Ферми для плотности замедления может быть написано в виде

Строгую математическую зависимость между плотностью потока медленных нейтронов и влажностью среды получить не удается и выводы основываются на эмпирических данных. Теория не дает каких-либо достоверных зависимостей.