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(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。
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。
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。
性 能 | 单位 | 轻水 | 重水 | 石墨 | 铍 |
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。