石墨槽板加工在核裂變原理中的應(yīng)用
石墨槽板加工在核裂變原理中的應(yīng)用
核裂變原理
U受理中子的突擊,產(chǎn)生核裂變釋放出中子和巨大的能量,中子又突擊其他U又釋放出中子和能量,這種連鎖反響非常迅速,若不能操控中子的速度,就變成了原子彈,若對中子進行操控,就能夠利用核裂變的能量來發(fā)電核裂變時放出中子,其動能為2MeV(200萬電子伏)量級,速度為2×10m/s。這種中子不易為核燃料所抓獲,因而反響不能繼續(xù)下去,。當中子能量低于1eV(一電子伏特)時,鈾同位素的裂變幾率迅速增加,。到了熱能規(guī)模(在300K時能量為0.025eV或速度為2200m/s)鈾同位素的裂變幾率就變得相當大了,減速劑或反射劑必須具有散射中子的才能時要有較低的抓獲幾率,。散射時中子還必須把大量的能量傳遞給靶核,。
在石墨槽板加工中,中子每碰撞一次傳遞的能量大約是自身能量的15%,。這樣從裂變中子減速到平均能量為1eV就需要90次碰撞,減速到熱中子規(guī)模還需要再加25次碰撞,。在減速過程中,中子達到leV能量時走的旅程是230cm,花的時刻是228us,。從1eV到熱能規(guī)模費時140s,行程290cm。由于這些旅程是方向紊亂的許多短的間隔組成的,所以對快中子熱化來說,中子走過的直線間隔要小得多,大約為47cm,。許多石墨槽板加工減速的反響堆燃料元件擺放的柵距約為20cm與核作用的核截面稱之為核常數(shù),。這種作用的幾率應(yīng)該正比于原子核的截面積,但不同于其幾許面積。有用核截面a指的是元素的微觀截面,。原子核的幾許半徑為10-厘米量級,所以的單位為10cm2,稱之為一巴,。由于量子效應(yīng),a是中子能量的函數(shù),它的數(shù)值能夠從核的幾許視而變化到干管其幾許載面?!肮凶又x到資料上,,由于散射或吸收,其強度將接指數(shù)律衰減,。微觀械面”(單位為長度的倒數(shù))界說為:1=X*e4中,,1為射到資料正面上的中子束強度;X為中子數(shù)進入資料的間隔,。的量綱為cm和心的關(guān)系為:E=No
式中,,N是單位立方厘米里的原子數(shù),;石墨槽板加工可的量綱是平方厘米。由于中子束強度的衰減是一意班立的過程,,總微觀截面之:是各個裁面之和,,假如。是微觀散射橫面,,二a是微觀吸收截面,那么:Et=Es+Ea
這些數(shù)值都與能量有關(guān),。在中子減速情況下,,二必須權(quán)衡每個能量水平下中子減速的時刻,以得到有用械面三,。在反射劑中,,熱中子截面E(h)是重要的。最好的減速劑是熱中子吸收前的壽數(shù)s比慢化到1eV的壽數(shù)4長,。以此界說:減速劑質(zhì)量要素=t,。/t1最好的反射劑要求反射回堆芯的散射幾率比吸收掉的幾率大。同時能夠界說:
反射劑質(zhì)量要素=ES(th)/Ea(th)
石墨槽板加工與這兩項指標有關(guān)的是中子慢化到1eV所通過的直線間隔v6L,,和中子吸收前的熱書擴散間隔6L,。一般來說,希望L,,小,,L大。