哈工程核反应堆的核物理中子慢化和慢化能谱

1、1会计学哈工程核反应堆的核物理中子慢化和慢哈工程核反应堆的核物理中子慢化和慢化能谱化能谱11112cos1coscos1cos12 cos1CMcccccVAAAAA 11cos(1)(1)2EEAAEE第3页/共22页第1页/共27页n碰撞后：散射后中子能量的分布散射后中子能量的分布()( )ccf EE dEfd()f EE第4页/共22页第2页/共27页2011( )sinsin442cccccccdfdd dd 2(1)sinccddEE()(1)dEf EE dEE第5页/共22页第3页/共27页平均对数能降平均对数能降0lnEuE00lnlnlnEEEu u uEEE Vm ax1

2、lnuVlnlnlnEEEuEV第6页/共22页第4页/共27页2(1)11ln1ln121AAAA 223A1122lnlnlncEEEEN第7页/共22页第5页/共27页n结论：在C系内散射是各向同性的，所以散射角余弦为零；在L系内是各向异性的，且散射角余弦大于零。平均散射角余弦平均散射角余弦001cos( )cos sin02cccccccfdd 020cos112sin232 cos1ccccAdAAA 第8页/共22页第6页/共27页/sa 第9页/共22页第7页/共27页算中往往需要用到快中子自裂变产生到慢化成为热中子，直至最后被俘获的平均时间，称为中子的平均寿命。0112ssth

3、tEE( )1( )( )adaEt EEsdl tt 第10页/共22页第8页/共27页0( , )( , ) () ( , )sEEqr EdEr E f EEr E dE/( , ) ( , )( , )(1)( , ) ( , )(1)EEsEEEsEr Er E dEqr EdEEEEr Er EdEE第11页/共22页第9页/共27页( )E( ) ( ) ()EsdEEE f EEdE( ) ( )( ) ( ) ()( )EtsEEEE f EEdE S E第12页/共22页第10页/共27页得：/( ) ( )( ) ( )(1)EstEEEEEdEE( )CEE0EE/2(

4、)( )1(1ln )1EsEssEECqEdEECC ( )( )sqEEE第13页/共22页第11页/共27页0( )( ) ( )(1)EisisEiiNEEEdEE 0EE1( )( )( )isi isiqEqEENEE 1/E第14页/共22页第12页/共27页均匀介质内有效共振积分及逃脱共均匀介质内有效共振积分及逃脱共振俘获概率振俘获概率0sS 01( )sSEEE:第15页/共22页第13页/共27页第16页/共22页第14页/共27页()( ) ( )iAaERNEEdE单 位 体 积 每 秒V( ) ( )iiaEIEEdEV/A isN I1A iisN Ip 第17页/

5、共22页第15页/共27页exp expAAiiiissNNppII( ) ( )iaEiIIEEdE V0.47132382.69()04 10ssAAINN 0.26332328.33()04.5 10ssAAINN第18页/共22页第16页/共27页的热中子，其能量分布服从麦克斯韦-玻尔兹曼分布：热中子能谱热中子能谱/1/23/22( )()E kTN EeEkT第19页/共22页第17页/共27页相对地就要多些；热中子能谱的热中子能谱的“硬化硬化” 由于介质吸收中子，因此，必然有一部分中子尚未来得及同介质的原子(或分子)达到热平衡就已被吸收了，其结果又造成了能量较低部分的中子份额相对减

6、少。第20页/共22页第18页/共27页/1/23/22( )()nE kTN EeEkT()(1)aMnMskTTTC293()(0.0253)aMaMkTT第21页/共22页第19页/共27页0000( ) ( )( ) ( )( )( )ccccEEEEE N E dEE N E EdEN E dEN E EdE(0.0253) 2931.128aanT(0.0253) 2931.128aaangT第22页/共22页第20页/共27页11112cos1coscos1cos12 cos1CMcccccVAAAAA 11cos(1)(1)2EEAAEE第3页/共22页第21页/共27页n结论

7、：在C系内散射是各向同性的，所以散射角余弦为零；在L系内是各向异性的，且散射角余弦大于零。平均散射角余弦平均散射角余弦001cos( )cos sin02cccccccfdd 020cos112sin232 cos1ccccAdAAA 第8页/共22页第22页/共27页0( )( ) ( )(1)EisisEiiNEEEdEE 0EE1( )( )( )isi isiqEqEENEE 1/E第14页/共22页第23页/共27页第16页/共22页第24页/共27页exp expAAiiiissNNppII( ) ( )iaEiIIEEdE V0.47132382.69()04 10ssAAINN 0.26332328.3