Skip to main content
Вся фізика

Вступ до розділу 6

Лекції з ядерної фізики

У раніше отриманій формулі для величини ефективного коефіцієнта розмноження в тепловому реакторі
 
kе = η ε φ θ pз pт


є співмножник pт, який так само логічно безпосередньо пов'язаний із процесом дифузії теплових нейтронів у реакторі, як величина pз пов'язана з процесом сповільнення.
Імовірність уникнення витоку теплових нейтронів - це частка теплових    нейтронів, що уникли витоку з активної зони в процесі дифузії, від загальної кількості теплових нейтронів  покоління, що генеруються в активній зоні.
Дифузія теплових нейтронів, як і сповільнення їхніх епітеплових побратимів, - це процес просторового їх переміщення в середовищі активної зони реактора. Єдина різниця цих процесів полягає в тому, що при сповільненні кінетична енергія нейтронів швидко знижується за рахунок розсіянь на ядрах середовища, а при дифузії величина кінетичної енергії теплових нейтронів слабко коливається від розсіяння до розсіяння навколо середнього значення лише тому, що самі ядра середовища у своєму тепловому русі мають різні кінетичні енергії, величини яких коливаються навколо деякого середнього значення, що визначається термодинамічною температурою цього середовища.
 
А раз так, то тепловим нейтронам у процесі дифузії так само властиво зазнавати витоку з об'єму активної зони, як і епітепловим - у процесі сповільнення. Хоча - явно меншою мірою: швидкості руху теплових нейтронів у багато разів менші за швидкості сповільнюваних нейтронів, а можливостей для взаємодій з ядрами реального середовища (зокрема - для поглинань) у теплових нейтронів істотно більше, ніж в епітеплових (у переважної більшості ядер мікроперерізи поглинання теплових нейтронів істотно більші за перерізи поглинання нейтронів будь-яких інших енергій).
Як і в сповільнюваних нейтронів, витік теплових нейтронів з активної зони можливий не з будь-якої точки її об'єму, а лише з її периферійного шару: теплові нейтрони, що народилися внаслідок процесу сповільнення в межах цього шару, можуть покинути активну зону раніше, ніж будуть поглинуті, але теплові нейтрони, народжені в глибших шарах, - такої можливості позбавлені.
 
Аналогічні уявлення й схожість у міркуваннях про процеси сповільнення та дифузії приводять до однакового висновку щодо величини імовірності уникнення витоку теплових нейтронів; тому немає потреби повторювати міркування, уже наведені на початку п.5.1 для pз; запишемо за аналогією відразу для величини pт:

pт  = f (геометрії а.з., яких-небудь дифузійних властивостей середовища а.з.)
 І якщо аналогічну залежність для величини pз у п.5. вдалося розшифрувати: pз = f(B2; τт), - то щодо залежності величини pт від параметра реактора B2 ми поки можемо говорити на підставі інтуїтивних здогадів лише припущено, а що собою являє характеристика дифузійних властивостей середовища активної зони - поки неясно.
Але почнімо все-таки з неї. Інтуїція підказує, що ця характеристика має бути схожою за змістом із віком теплових нейтронів, тобто вона має відображати здатність середовища активної зони давати певне середньоквадратичне просторове зміщення теплових нейтронів у процесі їх дифузії в цьому середовищі.