中子慢化理論

1、具有MeV能量的裂變中子與輕核的散射共振吸收熱中子吸收或泄漏核裂變反應堆內(nèi)中子的慢化主要依靠彈性散射來實現(xiàn)。反應堆內(nèi)中子的慢化主要依靠彈性散射來實現(xiàn)。111vAAVvvCMc111vAVVCMc021212121222 2 ccccccMVmvMVmvMVmv11vAAvc111vAVc)()(111MVmvMmVCMcCMccCMVvvVvcos22 22 122212 1) 1(1cos2AAAvvEEc211AA 211cos211CfiEEAA一次碰撞中中子最大可能損失的能量：一次碰撞中中子最大可能損失的能量：平均能量損失平均能量損失12ifiEEEE一次碰撞中中子的最小能量損失：一次

2、碰撞中中子的最小能量損失：ifiEEEE)1 (min,max0max,minfiEEE.) (,E) (dC)(為散射函數(shù)通常稱內(nèi)的概率附近，碰撞后中子能量量為表示碰撞前中子能的概率近附在系內(nèi)碰撞后中子散射角表示EEfdEEdEEEfdfccccccdfdEEEf)() (EdEdEEEfEdEdddfddddfccccccccccc)1 () (sin)1 (2sin21)(sin414)(20可以推出：同時有在在C系內(nèi)，對于一般輕元素碰撞后中子的散射是系內(nèi)，對于一般輕元素碰撞后中子的散射是各向同性的，所以有：各向同性的，所以有：可以看出，散射函數(shù)與碰撞后中子能量無關，等于可以看出，散射函

3、數(shù)與碰撞后中子能量無關，等于一個常數(shù)，也即散射后的能量分布是均勻的。一個常數(shù)，也即散射后的能量分布是均勻的。對數(shù)能降對數(shù)能降:EEu0ln中子從中子從MeV數(shù)量級降低到數(shù)量級降低到eV的數(shù)量級，為方便的數(shù)量級，為方便表示，我們使用表示，我們使用對數(shù)能降對數(shù)能降的概念。的概念。一次碰撞后最大的對數(shù)能降增量為：一次碰撞后最大的對數(shù)能降增量為：一次碰撞后對數(shù)能降增量為：一次碰撞后對數(shù)能降增量為：1lnmaxulnlnln00EEEEEEuuun平均對數(shù)能降：平均對數(shù)能降：ln11322An當當A10時，可近似表示為：時，可近似表示為：EEEEEdEEEdEEEfEE)1 (ln) () ln(ln在

4、具有相對較大在具有相對較大 值值的介質(zhì)中的慢化。的介質(zhì)中的慢化。在具有相對較小在具有相對較小 值的值的介質(zhì)中的慢化。介質(zhì)中的慢化。2121lnlnlnEEEENc0uAdfulll32)(cos21001cos21cos1121cos2cclAAAEEAEEAsasn好的慢化劑要有高的好的慢化劑要有高的 ， 還要有較大的慢還要有較大的慢化比?；?。n重水價格太昂貴重水價格太昂貴n石墨慢化能力小，體積龐大石墨慢化能力小，體積龐大s),(Erq0) ,()() ,(EsdEErEEfEr) ,() ,(ErErs)1 ()(EdEdEEEfEEsdEErEEfErdEErq0) ,()() ,(),()() () (dEEEfEEdEsEEstEsdEEEfEEEE)()() () ()()(EEsdEEEEErErErq)1 () ,() ,(),(如果我們只考慮慢化區(qū)內(nèi)的彈性散射慢化問題，如果我們只考慮慢化區(qū)內(nèi)的彈性散射慢化問題，中子慢化方程可以寫為：中子慢化方程可以寫為：EEstdEEEEEE)1 () () ()()(其漸進解為：其漸進解為：EqECEs0)(在慢化過在慢化過程中，中程中，中子要損失子要損失同樣能量同樣能量所需的碰所需的碰撞次數(shù)逐撞次數(shù)逐漸增加。漸增加。E)(EE1/E在慢化能區(qū)，中子能譜近似滿足1/E分布，稱1/E譜。EqEs