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文档简介

裴洋核能发电教研室

核反应堆物理基础2.2中子截面和核反应率22.2.1中子截面和核反应率

3

为比例常数，即微观截面（Microscopiccrosssection）物理含义：平均一个给定能量的入射中子与一个靶核发生作用的概率大小的一种度量。单位：m2;常用单位：“巴恩”(简称“巴”，缩写为b) 1b=10-28m2=10-24cm2微观截面

4式中各个物理量的义：微观总截面表达式

5宏观截面将(1-12)式改写成微分形式dI=-

NIdx,对x坐标积分，得靶厚度为x处的平行中子束强度为：

I(x)=I0exp(-

Nx)平行中子束的衰减速度与乘积

N有关，通常写为：

=N即宏观截面。6宏观截面物理含义：=N：表征了一个中子与单位体积内的原子核发生相互作用的概率大小=-(dI/I)/dx：表征了一个中子在穿行单位距离与原子核发生相互作用的概率大小单位：m-1，但目前通常使用cm-172.2.2平均自由程（meanfreepath）

中子在介质中连续两次相互作用之间穿行的路程是一个随机变量，但其平均值是一定量，称为平均自由程。用字母λ表示8中子在介质中穿行了x长的路程仍然未发生核反应、但在随后的dx路段内发生首次核反应的概率p(x)dx是:e－ΣX(dx/λ)＝e－ΣX(Σdx)

（两个独立随机事件同时发生的概率）

9

中子在介质中发生一次核反应之前自由飞行的路程x是一个随机变量，其平均值应该是用其概率分布密度来权重平均：

102.2.3中子通量密度中子通量密度φ是一个标量，不是向量。Φ的单位是n/m2.s,但是其物理意义并不是单位时间穿过单位面积的中子数。而是单位体积内的中子在单位时间内走过的总路程。11

中子通量密度(neutronflux)设中子运动的速率为v，则nv就是单位体积内的中子在单位时间内走过的总路程。我们把nv记为φ，即φ＝nv，称为中子通量密度国际单位：n/(m2s),常用单位：n/（cm2s)热堆：1013~1015n/(cm2

s)早期称为“中子通量”12

中子注量率由于中子通量密度Φ并不具有字面上的物理意义，为了避免误解，我国的法定计量单位中为它起了一个新名：中子注量率。中子注量率:空间某点处单位时间内进入该点为中心的单位截面积的小球的中子数。是在国际文献中，当前仍然采用neutronflux，我国核工界也习惯使用中子通量密度一词。故在本课程教学中也使用中子通量密度，简称中子通量。2.2.4核反应率（R）:

定义:单位时间内中子与单位体积内的原子核发生反应的总次数（统计平均值）n为单位体积内的中子数，也称中子密度；v为中子速率，Σ为宏观截面。（核反应率是反应堆物理分析中常用到一个

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