중성자의 속도가 핵분열 발생 가능성을 좌우한다.

핵분열이 일어나려면 외부에서 날아온 중성자가 원자핵에 흡수되어 그 원자핵을 불안정하게 만들어야 한다. 그런데 아무 중성자나 날아와서 부딪힌다고 핵분열이 발생하는 것은 아니다. 여기 좋은 예가 있어서 소개한다. [1]

캐치볼을 할 때 상대가 공을 느리게 던져 주면 쉽게 받을 수 있다. 하지만 공이 총알처럼 빠르게 날아온다면 공을 받기 어렵다. 공이 중성자이고 공을 받는 사람이 원자핵이라면 쉽다. 너무 빠른 속도의 중성자는 원자핵에 흡수되기 어렵다. 따라서 지속적인 핵분열을 위해서는 중성자의 속도가 중요하다.

중성자의 속도에 따라 변하는 핵분열의 확률 또는 정도를 핵단면적이라 부른다. 속도가 빠른 중성자를 속중성자, 느린 중성자를 열중성자라고 부른다. 핵분열이 발생했을 때 방출되는 중성자는 에너지가 높고(속도가 빠른) 속중성자인데 주변 원자에 충돌하면서 속도를 잃고 열중성자로 변화한다. 

빠른 중성자를 속중성자, 느린 중성자를 열중성자라고 부르는 이유는 에너지나 속도는 곧 온도로 환산할 수 있는데 열중성자의 에너지를 온도로 환산하면 딱 실온정도이기 때문이다.

출처 : [1] 원자핵에서 핵무기까지 (다다쇼, 2020)