题目
写出“四因子公式”,并解释公式中各个因子的物理含义。
写出“四因子公式”,并解释公式中各个因子的物理含义。
题目解答
答案
写出“四因子公式”,并解释公式中各个因子的物理含义。[答]:所谓“四因子公式”是指无限介质增殖系数kfp。其中:1为快中子倍增系数,表示由处于快中子能区中的中子引起的裂变,而使堆芯中快中子数目增加到 倍。它定义为所有裂变所产生的净的快中子数目与热中子裂变所产生的快中子数目之比。2为有效裂变中子数(或热裂变因子),表示燃料每吸收一个热中子后平均放出的中子数。由于燃料每吸收一个热中子引起裂变的几率为f/a,则每次裂变平均产生个裂变中子数,就有:(f/a)。3f为热中子利用系数,表示被燃料吸收的热中子数占被堆芯中所有物质(包括燃料)吸收的热中子总数的份额。因此它定义为燃料吸收的热中子数与被吸收的热中子总数之比。4p为逃脱共振吸收几率,表示一个快中子在慢化的过程中,当其能量减小到238U共振能区(约在6eV到200eV之间)时,而不被238U核吸收的几率。能强烈地吸收中子。它定义为达到热能的中子数与开始慢化时的快中子数之比。
解析
步骤 1:定义“四因子公式”
“四因子公式”是指无限介质增殖系数kfp,它描述了在核反应堆中,中子在经历一系列物理过程后,能够维持链式反应的能力。这个系数是四个因子的乘积,每个因子都代表了中子在反应堆中经历的一个特定过程。
步骤 2:快中子倍增系数
快中子倍增系数1表示由处于快中子能区中的中子引起的裂变,而使堆芯中快中子数目增加到 倍。它定义为所有裂变所产生的净的快中子数目与热中子裂变所产生的快中子数目之比。这个因子反映了快中子在反应堆中的增殖能力。
步骤 3:有效裂变中子数
有效裂变中子数2,也称为热裂变因子,表示燃料每吸收一个热中子后平均放出的中子数。由于燃料每吸收一个热中子引起裂变的几率为f/a,因此每次裂变平均产生个裂变中子数,就有(f/a)。这个因子反映了燃料在吸收热中子后产生裂变的能力。
步骤 4:热中子利用系数
热中子利用系数3f表示被燃料吸收的热中子数占被堆芯中所有物质(包括燃料)吸收的热中子总数的份额。因此它定义为燃料吸收的热中子数与被吸收的热中子总数之比。这个因子反映了燃料在吸收热中子时的效率。
步骤 5:逃脱共振吸收几率
逃脱共振吸收几率4p表示一个快中子在慢化的过程中,当其能量减小到238U共振能区(约在6eV到200eV之间)时,而不被238U核吸收的几率。它定义为达到热能的中子数与开始慢化时的快中子数之比。这个因子反映了中子在慢化过程中逃脱共振吸收的能力。
“四因子公式”是指无限介质增殖系数kfp,它描述了在核反应堆中,中子在经历一系列物理过程后,能够维持链式反应的能力。这个系数是四个因子的乘积,每个因子都代表了中子在反应堆中经历的一个特定过程。
步骤 2:快中子倍增系数
快中子倍增系数1表示由处于快中子能区中的中子引起的裂变,而使堆芯中快中子数目增加到 倍。它定义为所有裂变所产生的净的快中子数目与热中子裂变所产生的快中子数目之比。这个因子反映了快中子在反应堆中的增殖能力。
步骤 3:有效裂变中子数
有效裂变中子数2,也称为热裂变因子,表示燃料每吸收一个热中子后平均放出的中子数。由于燃料每吸收一个热中子引起裂变的几率为f/a,因此每次裂变平均产生个裂变中子数,就有(f/a)。这个因子反映了燃料在吸收热中子后产生裂变的能力。
步骤 4:热中子利用系数
热中子利用系数3f表示被燃料吸收的热中子数占被堆芯中所有物质(包括燃料)吸收的热中子总数的份额。因此它定义为燃料吸收的热中子数与被吸收的热中子总数之比。这个因子反映了燃料在吸收热中子时的效率。
步骤 5:逃脱共振吸收几率
逃脱共振吸收几率4p表示一个快中子在慢化的过程中,当其能量减小到238U共振能区(约在6eV到200eV之间)时,而不被238U核吸收的几率。它定义为达到热能的中子数与开始慢化时的快中子数之比。这个因子反映了中子在慢化过程中逃脱共振吸收的能力。