Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Мерзликин Г.Я. - Основы теории ядерных реакторо...doc
Скачиваний:
77
Добавлен:
24.08.2019
Размер:
4.79 Mб
Скачать

Величину, обратную величине транспортного смещения

tr = 1/tr, (5.3.4)

по аналогии с величиной макросечения рассеяния называют транспортным макросечением среды.

Транспортное смещение и транспортное макросечение являются таки­ми же нейтронно-физическими характеристиками веществ и сложных сред, как и любые другие макросечения. Более того, кинетическая теория стро­го доказывает взаимосвязь транспортного смещения и средней длины сво­бодного пробега нейтрона между рассеяниями:

tr = s/(1-), (5.3.5)

где - известная нам характеристика анизотропии ядер - средний косинус угла рассеяния. Из (5.3.5) следует и очевидная взаимосвязь со­ответствующих макросечений:

tr = s(1 -). (5.3.6)

- то есть, по существу, транспортное макросечение - это макросечение рассеяния вещества, скорректированное с учётом анизотропии рассеяния на ядрах этого вещества.

И, поскольку тяжёлые ядра рассеивают нейтроны практически изот­ропно (  0), то для них tr s, в то время как у лёгких ядер вели­чина tr существенно меньше величины s. (Например, для ядер водорода н = 0.667 и tr s/3, а для ядер графита с = 0.0556 и tr  0.944 s).

5.3.4. Длина замедления и возраст нейтронов в среде. Дадим внача­ле строгое определение понятию средней длины замедления:

Средняя длина замедления нейтронов до произвольного уровня энергии Е - lз(Е) - это среднестатистическое пространственное смещение нейтрона в процессе его замедления от начальной энергии Ео, с которой нейтрон рождается в делении, до данной энергии Е (в частности, - до уровня энергии сшивки Ес, если речь идёт о полной длине замедления нейтрона до теплового уровня - lзс)).

При замедлении одиночного нейтрона частные (не средние!) величины пространственных смещений нейтронов в процессе замедления схематически представить нетрудно (рис.5.7).

Путь, проходимый нейтроном при замедлении от энергии Е0 до энергии Ес

Точка рождения БН Точка, где энергия

нейтрона стала

ниже Ес

Частное смещение данного нейтрона (по прямой) при замедлении до Ес

Среднеквадратичное значение этой величины – и есть длина замедления.

Рис.5.7. Графическое пояснение понятия длины замедления.

Рожденный в делении быстрый нейтрон, испытывая серию последова­тельных рассеяний, проходит в среде путь в виде ломаной линии, отрезки которой представляют собой пространственные смещения нейтрона между ак­тами двух последовательных рассеяний. В процессе замедления из-за случайного характера рассеивающих соударений с ядрами среды нейтрон может удаляться от точки своего рождения или приближаться к ней, но в любом случае величина пространственного смещения каждого нейтрона при замед­лении до любой энергии Е - своя, у разных нейтронов эти величины могут сильно отличаться. Однако среднее значение этой величины при рассеянии больших количеств замедляющихся нейтронов в среде, тем не менее, должно быть физической константой этой среды, т.к. влиять на процесс пространственного переноса нейтронов, управлять им с определённой законо­мерностью, кроме среды, больше некому.

Вопрос в том, как усреднять величину пространственных смеще­ний множества нейтронов: брать ли среднеарифметическую их величину или среднестатистическую (среднеквадратичную)?

Как показали физические эксперименты, с действительностью согласуется именно среднеквадратичная величина смещения нейтронов в процессе замедления:

. (5.3.7)

В кинетической теории доказательно выводится связь средней длины замедления с другими характеристиками замедляющих свойств среды:

, (5.3.8)

где Сs(E) = (ln Eo/E)/ - число рассеяний, необходимое для замед­ления нейтрона от начальной энергии Ео до данной энергии Е (п.5.2.5).

В теории реакторов чаще используется не сама величина средней дли­ны замедления, а шестая часть квадрата её, названная Ферми возрас­том нейтронов в среде при энергии Е.