Factorul efectiv de multiplicare a neutronilor

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 13 septembrie 2021; verificările necesită 2 modificări .

Factorul de multiplicare efectivă a neutronilor este raportul dintre numărul mediu efectiv de neutroni produși într-o reacție în lanț de fisiune într-un reactor pe unitate de timp și numărul mediu efectiv de neutroni care dispar pe unitatea de timp. Este notat în principal prin litera . $k$

Cu fiecare fisiune a nucleului se produce un anumit număr de neutroni, de obicei 2-3, cu energii într-o gamă largă. Unii dintre acești neutroni pot fi absorbiți de un alt nucleu și pot provoca o nouă reacție de fisiune. Cealaltă parte este pierdută pentru o reacție în lanț - este absorbită de nucleele incapabile de fisiune, zboară din reactor și se descompune. Factorul de multiplicare eficient caracterizează cantitativ cursul reacției în lanț. Dacă , atunci nucleele se divid din ce în ce mai des și reacția se accelerează, atunci când reacția se descompune, când se menține un mod stabil. $k>1$ $k<1$ $k=1$

Factorul de multiplicare a neutronilor pentru reactoarele termice într-un mediu infinit poate fi găsit folosind formula a patru factori :

k_{0}=\mu \phi \theta \eta

, Unde

$\mu$ este factorul de multiplicare pentru neutronii rapizi ;
$\phi$ este probabilitatea de a evita captarea rezonante ;
$\theta$ este factorul de utilizare a neutronilor termici ;
$\eta$ este randamentul de neutroni pe absorbție .

Factorul efectiv de multiplicare a neutronilor pentru un nucleu de dimensiuni finite: $k$

k=k_{0}w

, unde este fracția de neutroni absorbiți în miezul reactorului din numărul total de neutroni produși în reactor (sau probabilitatea ca un neutron să evite scurgerea din volumul final al miezului).

w

Factorul de multiplicare într-un mediu infinit poate fi estimat și din formula:

k_{0}=\nu \mu \phi \theta {\frac {\sigma _{f)} {\sigma _{t)}}

, Unde

$\nu$ - numărul de neutroni rapizi care se creează în medie în timpul actului de fisiune;
$\sigma _{f}/\sigma _{t)$ este raportul dintre secțiunea transversală a reacției de fisiune și secțiunea transversală a reacției totale pentru un neutron capturat.

De exemplu, pentru un reactor cu uraniu natural cu un moderator de grafit, acești factori sunt aproximativ egali: , , , , , ceea ce dă valoarea . Dimensiunea limitată a reactorului reduce valoarea de . În plus , acesta poate fi redus la 1 prin introducerea de bare absorbante de neutroni în reactor . $\nu=2{,}47$ $\mu =1{,}02$ $\phi =0{,}89$ $\theta =0{,}88$ $\sigma _{f}/\sigma _{t}=0{,}54$ $k_{0}=1{,}07$ $k$ $k$

Literatură

Frauenfelder G., Henley E. Fizică subatomică. - M . : Mir, 1979. - 736 p.