CHAPTER 2-1.ppt

《CHAPTER 2-1.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、中子慢化裂变产生的中子具有很高的能量，平均约为2MeV，对于热中子反应堆，需要将中子慢化到热能区域，中子由于散射碰撞而降低速度的过程称为慢化过程。在热中子反应堆内，中子的慢化主要靠中子与慢化剂核的弹性散射。中子寿命中能量的变化具有MeV能量的裂变中子与轻核的散射共振吸收热中子吸收或泄漏核裂变散射弹性散射反应前后系统动能守恒非弹性散射反应前后系统动能不守恒，部分转换成内能非弹性散射为有阈反应，中子能量损失显著。反应堆内中子的慢化主要依靠弹性散射来实现。中子与静止的靶核发生散射的运动学质心的速度为：如果在L系中靶核静止，则在C系中中子与靶核的速度分别为：由弹性散射：最后可得：比较C系和L系，

2、由余弦定理可得：则在L系中，碰撞前后中子能量之比为：若令可得：平均能量损失一次碰撞中中子最大可能损失的能量：平均能量损失一次碰撞中中子的最小能量损失：散射后中子能量的分布在C系内，对于一般轻元素碰撞后中子的散射是各向同性的，所以有：可以看出，散射函数与碰撞后中子能量无关，等于一个常数，也即散射后的能量分布是均匀的。平均对数能降增量对数能降:中子从MeV数量级降低到Ev的数量级，为方便表示，我们使用对数能降的概念。一次碰撞后最大的对数能降增量为：一次碰撞后对数能降增量为：平均对数能降：当A>10时，可近似表示为：慢化剂的选择在具有相对较大值的介质中的慢化。在具有相对较小值的介质中的慢

3、化。用Nc表示中子从初始能量E1慢化到能量E2所需要的平均碰撞次数。则可以得到：平均散射角余弦慢化剂的选择元素A把裂变中子慢化至1eV平均所需的碰撞次数H101.00015D20.1110.72620Be90.6400.20770C120.7160.15892O160.7790.120121U2380.9830.00831700慢化剂的选择慢化能力慢化比慢化剂的选择好的慢化剂要有高的，还要有较大的慢化比。重水价格太昂贵石墨慢化能力小，体积庞大慢化能谱慢化密度：在r处，每秒每单位体积内慢化到E以下的中子数。单位体积内每秒发生散射的次数为：散射函数表示能量为E’的中子散射后能量变为E的概率

4、。因而在r处每秒每单位体积内能量为E’的中子慢化到E以下的中子数为：根据定义慢化密度等于E’>E的所有能量中子慢化到E以下的中子数目总和，即：上式给出了r处中子被慢化并通过某个给定能量E的慢化率。dE’能量间隔内中子每秒被散射到dE间隔的数目等于稳态无限介质内中子的慢化方程：无限均匀介质（没有吸收）中中子的慢化如果我们只考虑慢化区内的弹性散射慢化问题，中子慢化方程可以写为：其渐进解为：无限均匀介质（没有吸收）中中子的慢化在慢化过程中，中子要损失同样能量所需的碰撞次数逐渐增加。EE1/E在慢化能区，中子能谱近似满足1/E分布，称1/E谱。有共振吸收情况下中子的慢化E1/E能量自屏现象多普勒效

5、应E反应堆能谱热能区近似为介质的麦克斯韦分布慢化区1/E谱高能区U-235的裂变谱产生的裂变中子连续慢化，进入到缝合能以下的热化区。堆内中子密度按能量具有一个稳定的分布，称之为堆芯中子能谱分布。高能区(E>0.1MeV)中子从裂变产生尚未充分慢化，其能谱与裂变中子谱非常近似。慢化区(1eV

6、区域内中子数目相对要多。b.由于介质的吸收，一部分中子未达到热平衡就已经被吸收了，使得能量较低的中子份额减小。中子年龄中子年龄表征的是中子的慢化过程。不具有时间量纲，而具有长度平方的量纲定义ρ为反应性，有：对于临界反应堆ρ=0；若ρ>0，则反应堆处于超临界状态；若ρ<0，则反应堆处于次临界状态。

7、ρ

8、的大小表示反应堆偏离临界状态的程度。