中子慢化理论

1、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反应堆内中子的慢化主要依靠弹性散射来实现。反应堆内中子的慢化主要依靠弹性散射来实现。111vAAVvvCMc111vAVVCMc021212121222 2 ccccccMVmvMVmvMVmv11vAAvc111vAVc)()(111MVmvMmVCMcCMccCMVvvVvcos22 22 122212 1) 1(1cos2AAAvvEEc211AA 211cos211CfiEEAA一次碰撞中中子最大可能损失的能量：一次碰撞中中子最大可能损失的能量：平均能量损失平均能量损失12ifiEEEE一次碰撞中中子的最小能量损失：一次

2、碰撞中中子的最小能量损失：ifiEEEE)1 (min,max0max,minfiEEE.) (,E) (dC)(为散射函数通常称内的概率附近，碰撞后中子能量量为表示碰撞前中子能的概率近附在系内碰撞后中子散射角表示EEfdEEdEEEfdfccccccdfdEEEf)() (EdEdEEEfEdEdddfddddfccccccccccc)1 () (sin)1 (2sin21)(sin414)(20可以推出：同时有在在C系内，对于一般轻元素碰撞后中子的散射是系内，对于一般轻元素碰撞后中子的散射是各向同性的，所以有：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，等于可以看出，散射函

3、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。一个常数，也即散射后的能量分布是均匀的。对数能降对数能降:EEu0ln中子从中子从MeV数量级降低到数量级降低到eV的数量级，为方便的数量级，为方便表示，我们使用表示，我们使用对数能降对数能降的概念。的概念。一次碰撞后最大的对数能降增量为：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：一次碰撞后对数能降增量为：1lnmaxulnlnln00EEEEEEuuun平均对数能降：平均对数能降：ln11322An当当A10时，可近似表示为：时，可近似表示为：EEEEEdEEEdEEEfEE)1 (ln) () ln(ln在

4、具有相对较大在具有相对较大 值值的介质中的慢化。的介质中的慢化。在具有相对较小在具有相对较小 值的值的介质中的慢化。介质中的慢化。2121lnlnlnEEEENc0uAdfulll32)(cos21001cos21cos1121cos2cclAAAEEAEEAsasn好的慢化剂要有高的好的慢化剂要有高的 ， 还要有较大的慢还要有较大的慢化比。化比。n重水价格太昂贵重水价格太昂贵n石墨慢化能力小，体积庞大石墨慢化能力小，体积庞大s),(Erq0) ,()() ,(EsdEErEEfEr) ,() ,(ErErs)1 ()(EdEdEEEfEEsdEErEEfErdEErq0) ,()() ,(),()() () (dEEEfEEdEsEEstEsdEEEfEEEE)()() () ()()(EEsdEEEEErErErq)1 () ,() ,(),(如果我们只考虑慢化区内的弹性散射慢化问题，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：中子慢化方程可以写为：EEstdEEEEEE)1 () () ()()(其渐进解为：其渐进解为：EqECEs0)(在慢化过在慢化过程中，中程中，中子要损失子要损失同样能量同样能量所需的碰所需的碰撞次数逐撞次数逐渐增加。渐增加。E)(EE1/E在慢化能区，中子能谱近似满足1/E分布，称1/E谱。EqEs