34 扩散长度、慢化长度和徙动长度.ppt

3.4 扩散长度、慢化长度和徙动长度 扩散长度 大多数元素散射截面与能量无关，而吸收截面服从1/v 律，当热中子能谱按麦克斯韦分布时，热中子吸收截面等于 Σa,0 是能量为 En =0.0253 eV 的中子吸收截面，Tn 为中 子温度，ga 是非 1/v 修正因子，代入上式 * 为了阐明扩散长度的物理意义，我们计算热中子从产生地点 到被吸收地点穿行距离的均方值 对于无限介质中的点源，在球 壳内每秒被吸收的中子数是 所以均方值 （空间二次距）可以 表示成 将点源的中子通量密度代入可得： 或 对于平面源的情况有 从计算可以看出，扩散长度L的大小直接影响堆内热中子 的泄露。 L愈大，则热中子自产生地点到被吸收地点所移 动的直线平均距离也愈大，因而热中子泄露到反应堆外的 概率也就愈大。 慢化长度 我们还希望能计算出中子 在介质中从产生地（快中子） 到慢化成热中子时所穿行的 直线距离。这与堆内中子的慢 化过程中的泄露有关，同样考虑一个点源的情况，源中子 能量为E0 ，我们把E0 到 Eth 的中子称为快群中子。 而把Eth 以下的中子称为热群中子，同时定义一个移出截面 Σ1 使： 设Σs 为快中子的宏观散射截面， Σs ?1 便是每秒单位体积 内快中子发生的碰撞数，因此一个源中子从初始能量E0 降 低到 Eth 平均所需要的碰撞次数为 因此快群中子转移到热群中子转移率为 得到 我们可以求出无限介质点源情况下快群中子的扩散方程 该方程类似于方程（3-48）， L1 称为慢化长度，它具有 长度的量刚。反应堆物理中L21 称为中子年龄，用τth 表示。 即为慢化长度。中子的年龄 τ(E)定义为 当E=Eth ,τ(E)便等于热中子年龄τth ， τth 是随着中子能量 降低或中子慢化时间的增大而增大的函数，它有年龄的意义。 *