A szimuláció neutronok
ütközését modellezi (két dimenzióban) különböző közegek
atommagjaival.
Az atommagokkal történt rugalmas ütközésben a neutronok energiát adnak át, s ezért lelassulnak.
Bár a valóságban az atommagok visszalökődnek (s ezáltal a közeg felmelegszik vagy rácshibák keletkeznek),
a szimulációban csak a neutronok mozgását modellezzük, az
atommagok "állva maradnak".
Véletlenszerű irányokban
azonos sebességű
gyors neutronokat indítunk a felső ábra középtáján található, pirossal jelzett helyről. Az alsó ábrán látható eloszlás a neutronok átlagos
v
sebességét mutatja n db ütközés után. (A függőleges tengelyen relatív egységek vannak.)
Amikor egy neutron sebessége túl alacsony lesz, akkor "elnyelődik", és egy új, nagy sebességű neutron lép be a képbe a pirossal jelzett pontról.
Ugyanez történik akkor is, amikor egy neutron "kifut" a képből. Így mindig 50 db. neutron bolyong.
Az alsó ábra kijelzi az n(1/2)-vel jelölt "sebesség-felezési ütközésszámot" is.
Feltesszük, hogy az átlagos sebesség az ütközésszámtól exponenciálisan függ (azaz két ütközés között állandó az átlagos sebességek aránya).
Mivel az első ütközés történik meg a legtöbbször, ezért ezt az arányt az első ütközés utáni átlagsebesség és a kezdeti sebesség arányából határozzuk meg.
A hidrogénnél és a deutériumnál a neutronok sebessége nagyot változhat egy ütközésben, és a lelassult részecske akár rögtön el is nyelődhet (a szimulációban),
ezért ezeknél az anyagoknál a magasabb ütközésszámokra vonatkozó átlagok csak kis számú ütközésből határozhatók meg, így nagy a bizonytalanságuk.
Ez az oka annak, hogy a magasabb ütközésszámoknál a pontok időnként eléggé "kiszórnak" az exponenciálisból.
A szimulációban a részecskesűrűség minden anyagra nagyjából ugyanakkora (a szóró atomok véletlenszerűen vannak elszórva a képernyőn). A valóságban azonban az anyagok sűrűsége tág határok között változik. A gázokban sokkal ritkábban vannak a részecskék, mint a szilárd anyagokban és a folyadékokban. Amikor a "sebesség-felezési ütközésszámból" sebesség-felezési távolságra akarunk következtetni, akkor figyelembe kell venni a moderátoranyag sűrűségét is!