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文檔簡介

第第頁第二章：中子慢化與慢化能譜第二章：中子慢化與慢化能譜

0引言

反應(yīng)堆內(nèi)裂變中子具有相當(dāng)高的能量，其平均值約為2Mev。快中子反應(yīng)堆

盡量避開低質(zhì)量數(shù)的材料，以免導(dǎo)致中子能量降低。

熱中子反應(yīng)堆

慢化過程是一個(gè)特別重要的物理過程〔散射〕。

慢化(moderation)：在無明顯俘獲的狀況下，由散射引起中子能量降低的過程。幾個(gè)基本假設(shè)：123與中子相比，慢化劑核靜止；核不被束縛在固體、液體或氣體分子中；中子與核每次碰撞都導(dǎo)致能量的降低。

n

neutron

M

nucleus

慢化能譜譜：

穩(wěn)態(tài)時(shí)，中子通量密度按能量有穩(wěn)定的分布。

忽視中子慢化通量密度和空間的依靠關(guān)系以及中子泄露的影響。

空間與能量分別，對空間作簡化，無限介質(zhì)〔最簡約的狀況，不考慮空間變量〕。

§2.1

中子的彈性散射過程

2.1.1彈性散射時(shí)能量的改變

運(yùn)動(dòng)的中子與靜止的核碰撞。

碰撞前、后，其動(dòng)量和動(dòng)能守恒，并可用經(jīng)典力學(xué)的方法來處理。

試驗(yàn)室坐標(biāo)系〔L系〕

兩個(gè)參照系質(zhì)心(C系)

A

質(zhì)心速度

B

中子碰前速度：

vcv1VCM

VcVCM

AA1v1

靶核碰前速度：

1A1v1

中子與核的總動(dòng)量

P

c

mvcMVc

mMmM0vv11mMmM

用上角標(biāo)’表示碰撞后的量，那么依據(jù)碰撞前后的動(dòng)量守恒和動(dòng)能守恒，有

mvcMVc0

1111,2,222mvcMVcmvcMVc2222

,

,

vc

Av1A1

1Vcv1A1

vcvc

VcVc

在C系內(nèi)，碰撞后，中子和靶核的速度在數(shù)值上不變，僅轉(zhuǎn)變了運(yùn)動(dòng)方向。碰撞后，散射中子沿著與它原來運(yùn)動(dòng)方向成角度的方向飛去。θc角叫做C系內(nèi)的散射角。

Vcm

我們感愛好的是在L系內(nèi)碰撞前后中子能量的改變。因而需要把C系中得到的結(jié)果變換到L系中來。

v1VCMvc2vcVCMcosc

2

2

2

V

c

CM

1A1v1

(2.1)

L系內(nèi)碰撞后與碰撞前中子能量之比

v

Av1A1

(2.8)

Ev12A22Acosc12Ev1(A1)2

2.10

散射角余弦

Vcm

v1cos1VCMvccosc

或

VCMvccosc1Acoscv1cos1A1vv11Acosc12.112A2Acosc1

1EEcos1(A1)(A1)2EE

2.10代入2.11

A1A1

2

E'1(1)(1)coscE2

'E1爭論：(1)(1)coscE2

A1A1

2

應(yīng)選輕核作慢化劑

2.1.2散射后中子能量的分布〔2-13〕

依據(jù)碰撞后中子散射

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