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慢化比

发布时间:2023-09-06 20:28:41

慢化比(Moderating Ratio)是宏观慢化能力(macroscopic slowing down power)与宏观吸收截面(macroscopic cross section for absorption.)之比。通常用慢化比表征物质的慢化效率,它等于慢化能力与物质宏观 吸收截面之比。慢化能力等于中子平均对数能降与物质宏观散射截面之 积。

慢化比详细介绍

慢化比(Moderating Ratio)是宏观慢化能力(macroscopic slowing down power)与宏观吸收截面(macroscopic cross section for absorption.)之比。通常用慢化比表征物质的慢化效率,它等于慢化能力与物质宏观 吸收截面之比。慢化能力等于中子平均对数能降与物质宏观散射截面之 积。

慢化比物理意义

宏观慢化能力是显示中子在某种材料中速度变化的重要指标,但是它仍然不能全面阐释该材料作为慢化剂的效能。如,硼具备较高的能量对数缩减与优良的慢化能力,但由于它吸收中子的能力非常强,它是一种非常差的慢化剂。

慢化比是慢化剂的慢化能力与其宏观吸收截面之比。也就是作为慢化剂希望它的慢化能力要大,但宏观吸收截面要小。否则,将会有较多被慢化的中子在被燃料吸收之前就被慢化剂吸收掉了。因此,慢化比是表征慢化剂优劣的一个重要物理参数。慢化比是最能全面度量慢化剂能力的有效参数。慢化比越高,材料的慢化性能越好。

慢化比定义公式

定义为:慢化比=ξ∑s/∑a,式中ξ∑s为材料的中子慢化能力;∑s为材料的宏观散射截面;∑a为材料的宏观吸收截面;ξ为中子平均对数能降。

慢化比常见慢化比

性 能

单位

轻水

重水

石墨

密 度

kg/m3

1000

1100

1620

1840

微观散射截面

b

49

10.5

4.8

7.0

宏观散射截面

cm-1

1.64

0.35

0.41

0.86

微观吸收截面

b

0.66

0.0026

0.0037

0.010

宏观吸收截面

cm-1

0.022

0.000085

0.00037

0.00123

慢化能力ξΣ

cm-1

1.5

0.18

0.065

0. 16

慢化比ξΣ/Σ

70

21000

200

130

从表中数据可以看出,重水的慢化比最大,慢化能力居第二,所以具有良好的慢化性能,但价格贵;轻水的慢化能力匹值最大,故用水作慢化剂的反应堆,具有较小的堆芯体积。但水的吸收截面较大,消耗中子多,因此需用浓缩铀作燃料;石墨的慢化比也较大,慢化性能较好,但它的慢化能力小,慢化长度大,因而石墨堆一般具有较大的体积。

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