Термализация нейтронов

Этот процесс называется термализацией нейтронов. Практически тепловое равновесие полностью установиться не успевает, так как тепловые нейтроны сильно поглощаются и в среде все время существует заметное количество замедляющихся нейтронов, порождаемых источником. Приближенно можно считать, что при равновесии между рождением и поглощением нейтронов в среде их энергетический спектр описывается максвелловским распределением (10.14) только в области тепловых энергий, а выше имеет форму (10.13), соответствующую повышенной концентрации нейтронов высоких энергий. [c.548]

При энергиях f <0,1—0,3 эВ на рассеяние нейтронов влияют хим. связь и тепловое движение атомов. Скорость 3. н. снижается, и спектр нейтронов стремится к равновесному, обычно близкому к максвелловскому. 3. н. в этой области энергии паз. термализацией нейтронов. [c.45]

При очень низких энергиях нейтронов длина волны нейтрона становится сравнимой с межъядерными расстояниями. В этом случае может возникать интерференция между нейтронными волнами, рассеянными различными ядрами. Такое когерентное рассеяние определяется как свойствами ядер, так и их положением в пространстве, т. е. в кристаллической решетке. Рассеяние, таким образом, зависит от ориентации оси кристалла по отношению к направлению движения нейтронов. Это явление следует учитывать при изучении физики низкоэнергетических нейтронов, но оно обычно не играет роли в реакторах. Это явление обсуждается в гл. 7 в связи с термализацией нейтронов. [c.30]

Еще один общий метод, в котором й рассматривается не как непрерывная, а как дискретная переменная, обсуждается в гл. 5. Кроме того, иногда очень полезными оказываются численные методы, основанные на решении интегрального вида уравнения переноса один из них описан в гл. 7 в связи с проблемой термализации нейтронов. [c.131]

Прежде чем продолжить обсуждение проблем термализации, целесообразно отметить некоторые случаи, для которых методы, излагаемые в настоящей главе, оказываются ненужными. В некоторых реакторах, особенно быстрых, проблемы термализации нейтронов не существует. Кроме того, в большом гомогенном реакторе с хорошим замедлением нейтронов и однородным полем температур, по-видимому, достаточно хорошее приближение к точному решению состоит в том, что все тепловые нейтроны предполагаются имеющими энергетический спектр Максвелла с температурой, близкой к температуре замедлителя или несколько большей ее (см. разд. 7.6.6), при этом можно обойтись без точного учета термализации. [c.250]

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕРМАЛИЗАЦИИ нейтронов [c.255]

В гл. 1 отмечалось, что для некоторых задач переноса нейтронов, например, при изучении движения нейтронов в быстротекущих жидкостях или монокристаллах, где ориентация потока жидкости или осей кристалла определяет выделенные направления в пространстве, полные сечения медленных нейтронов существенно зависят от направления движения нейтронов. Эти специальные случаи не рассматриваются в настоящей главе, так как они обычно не имеют большого значения в ядерных реакторах. В большинстве поликристаллических материалов, например, средняя длина свободного пробега нейтрона велика по ср авнению с размерами кристаллитов. Следовательно, при произвольной ориентации кристаллитов не существует выделенных направлений в макроскопическом масштабе. Поэтому при изучении термализации нейтронов используется обычное уравнение переноса. Удобно, однако, принять несколько отличное обозначение сечений. [c.256]

Задача термализации нейтронов в одноатомном газе достаточно проста для того, чтобы вывести законы рассеяния в явном виде [121. Хотя среди наиболее важных замедлителей нет одноатомных газов, тем не менее целесообразно определить законы рассеяния для этого простого случая, поскольку а) они устанавливают общие качественные свойства термализации, которые применимы во многих случаях б) они служат полезным стандартом для сравнения с более реальными, но более сложными законами рассеяния в других средах. Кроме того, все эти законы основаны на приближенных моделях, поэтому целесообразно начинать с простой (точной) модели одноатомного газа, так как она, по крайней мере качественно, применима для описания рассеяния в средах. [c.260]

В задачах термализации также представляют интерес некоторые собственные значения, но не из-за их связи с критичностью системы, а из-за того, что их можно измерить и связать с передачей энергии и транспортными свойствами среды, в которой происходит термализация нейтронов. Задачи на собственные значения при изучении термализации возникают из рассмотрения среды, которая не содержит делящегося материала, но в которой присутствует источник нейтронов. Как показано ниже, характер источника определяет задачу на собственные значения. [c.290]

Телескоп из счетчиков 521 Тензорные силы 507 Теория возмущений 524, 528, 532 Теория возраста 308 Тепловые нейтроны 298 Тепловые реакторы 387 Термализация 298 Термоядерная реакция 479 Тета — пинч — эффект 482 Томсона модель атома 15—16 Томсоновское рассеяние у-лучей 244 Ториевая вилка 142 Тормозное излучение 233 Транспортная длина 307 Трансурановые элементы 413 Триплет см. Мультиплет Туннельный переход 126, 396 Турбулентный нагрев 483 [c.719]

Время термализации /th (табл. 41.16) определяется как скорость приближения средней энергии нейтронов к равновесной, т. е. [c.1139]

Замедление нейтронов с энергиями ниже 1 эв, т. е. в тепловой области, называется термализацией, потому что энергии нейтрона сравнимы с тепловой энергией рассеивающих ядер, которые уже не могут рассматриваться как покоящиеся. Если рассеивающее ядро находится в движении, то нейтроны могут как получать энергию за счет рассеяния, приводящего к возрастанию скорости, так и терять ее прп столкновениях. Следовательно, рассеяние, приводящее к возрастанию энергии нейтронов, которым можно было пренебречь в области замедления, необходимо теперь принимать во внимание. Кроме того, следует учитывать связи атомов в молекулах или в кристаллической решетке. Если атом находится в связанном состоянии, то он не может свободно испытывать отдачу при столкновении, так как существует взаимодействие между рассеивающим атомом и его соседями в молекуле или твердом теле. Наконец, нельзя не учитывать возможности эффектов интерференции в тепловой области энергий. Так как длина волны де Бройля для нейтрона с очень низкой энергией становится сравнимой с межатомным расстоянием в молекуле или кристалле, то может иметь место интерференция нейтронов, рассеянных на различных атомах. [c.249]

Как следствие описанных выше э( ектов, сечения рассеяния, использующиеся в уравнении переноса в области тепловых энергий, оказываются сложными функциями энергии. Сечения зависят от физических и химических свойств и температуры рассеивающего материала, а в некоторых случаях также от ориентации молекул вещества относительно направления движения нейтронов. Из-за сложности сечений рассеяния в области тепловых энергий большинство данных все еще не получено экспериментально, хотя в этом отношении и достигнут значительный прогресс (см. разд. 7.4.7). В связи с этим для удовлетворительного изучения проблемы термализации обычно необходимо использовать сечения рассеяния, рассчитанные в соответствии с различными моделями процесса рассеяния. [c.249]

Действительное энергетическое распределение рассеивающих ядер будет зависеть от их химических связей из-за взаимодействий между атомами в рассеивающем материале. Следовательно, практическое изучение кинематики рассеяния для реальных материалов требует рассмотрения проблемы химических связей. Простейшей моделью термализации, таким образом, является та, в которой отсутствуют химические связи в замедлителе, т. е. модель одноатомного газа. В этом случае энергетическое распределение атомов подчиняется простому распределению Максвелла — Больцмана, и можно вывести точное выражение для обмена энергией между нейтроном и атомами газа. Это приближение описано в разд. 7.3.3 с целью дать на его примере некоторое физическое объяснение процессу термализации, а также в связи с тем, что модель идеального одноатомного газа очень хорошо описывает истинное взаимодействие нейтронов с жидкими и твердыми веществами при высоких температурах. [c.250]

В этом разделе рассмотрены некоторые законы рассеяния нейтронов, т. е. свойства величин и которые используются в уравнении переноса при изучении задач термализации. Обсуждение начато с простейших моделей рассеяния, в которых рассеивателем является одноатомный газ. Затем рассмотрение распространено на более реальные замедляющие системы, включая молекулы и кристаллы. Как и всюду в книге, символ о используется для обозначения макроскопических сечений. [c.260]

Результаты расчетов приведены на рис. 7.13 и 7.14 для температур графита 323 и 810° К соответственно [59]. Экспериментальные точки были получены на большом блоке графита, отравленного бором таким образом, что микроскопическое сечение поглощения нейтронов с энергией 0,025 эв равно 0,4 барн на атом углерода. Импульс быстрых нейтронов генерировался в графитовый блок и измерялся спектр тепловых нейтронов методом времени пролета [60]. Степень отравления бором была выбрана так, чтобы максимально увеличить чувствительность спектра к эффектам связи. Для значительно меньшего содержания бора спектр нейтронов был бы близок к максвелловскому независимо от механизма термализации, а для значительно большего содержания бора лишь относительно небольшое число нейтронов достигло бы тепловых энергий. [c.281]

ТЕРМАЛИЗАЦИЯ И ПЕРЕНОС НЕЙТРОНОВ [c.287]

В тепловых реакторах, содержащих заметные количества отмеченных выше материалов, т. е. количества, достаточные для того, чтобы вызвать возмущение потока тепловых нейтронов, низкоэнергетические резонансы должны учитываться самым тщательным образом. В частности, при расчетах спектра тепловых нейтронов с помощью модели термализации и мно го группового представления этого спектра, как описано в гл. 7, необходимо учитывать детальный ход резонансных сечений поглощения. [c.325]

В реакторах с хорошим замедлителем (D2O) достигается достаточно полная термализация нейтронов, и распределение нейтронов в тепловой области вполне соответствует закону Больцмана—Максвелла. В реакторах с замедлителем из легкой воды тепловой спектр несколько ужестчен , т. е. сдвинут в область более высоких энергий. На энергетическом распределении быстрых нейтронов сказываются процессы замедления, так что в реальном реакторе доля быстрых нейтронов меньше, чем в спектре деления. На рис. 5.5 сравниваются спектр потока нейтронов деления и рассчитанный по программе P1MG спектр быстрых нейтронов в большом энергетическом реакторе с горючим иЗ иОг, заключенным в оболочку из нержавеющей стали. При энергии выше 1 Мэе оба спектра близки др т к другу. [c.127]

Поскольку эфх )екты интерференции наиболее важны для упругого рассеяння, особенно в кристаллах, то очевидно, что некогерентное приближение обычно неприменимо для изучения упругого рассеяния. Существуют, однако, случаи, когда упругое рассеяние не имеет особого значения. Например, в большом гомогенном тепловом реакторе спег<тр тепловых нейтронов будет определяться главным образом соотношением между термализацией нейтронов и их поглощением. Термализация, или, более правильно, передача энергии, в большой степени определяется неупруггш рассеянием. Таким образом, хотя упругое рассеяние влияет на перенос нейтронов, оно оказывает малое воздействие на передачу энергии в большой системе. В этом случае применимо некогерентное приближение. [c.269]

ТЕРА... (от греч. teras — чудовище), приставка к наименованию ед. физ. величины для образования наименования кратной единицы, равной 10 исходных ед. Сокр. обозначение — Т. Пример 1 ТН (тераньютон)=10 2 Н. ТЕРМАЛИЗАЦИЯ НЕЙТРОНОВ, последняя стадия процесса замедления нейтронов. При уменьшении кинетич. энергии нейтронов до величин <1 эВ скорость нейтронов становится сравнимой со скоростью теплового движения атомов и молекул среды. Обмен энергией между ними и нейтронами приводит к установлению равновесного Максвелла распределения нейтронов по скоростям. Однако из-за ряда факторов (тепловое движение и хим. связь атомов, поглощение нейтронов ядрами, конечные размеры системы и др.) энергетич. спектры нейтронов в замедлителях всё же отличаются от равновесных. [c.750]

Кроме химической связи на процесс замедления нейтронов с энергией ниже 1 эв влияет тепловое движение атомов замедлителя (см. п. 2). Процесс замедления в области энергий ниже 1 эв (для воды в области Тп < 0,3 эв) называется термализа-цией. Главная особенность термализации — снижение скорости замедления. Заключительной стадией термализации является установление теплового равновесия нейтронов с атомами замедлителя. [c.298]

Выше предполагалось, что скорость нейтрона отлична от нуля. Если эго допущение не выполняется, то для некоторых упрощенных вариантов ядра рассеяния, встречающихся в теории термализации, было найдено, что существует только конечное число дискретных действительных собственных значений плюс непрерывный спектр для всех а с существенно отрицательными действительными частями [26]. Кроме того, для достаточно малых систем не существует дискретных собственных значений (27). Но все эти выводы, относящиеся к случаю, когда скорость нейтрона может быть равна нулю, практически не имеют отношения к проблеме критичности. Как отмечено в разд. 1.1.2, уравнение переноса не имеет смысла для нейтронов достаточно малой энергии (большие X). Кроме того, системы, которые так малы, что не имеют дискретных собственных значений, заведомо подкритичны для больших систем ац существует. [c.36]

Однако в гетерогенном реакторе с большими градиентами температур или в любой системе, где суш,ествует лишь частичная термализация, т. е. где большая часть нейтронов поглощается прежде, чем они полностьютермализуются, детальное изучение проблемы оказывается очень важным. В таких случаях энергетический спектр тепловых нейтронов оказывается не простым, и требуются расчеты, основанные на соответствующих моделях рассеяния. На практике расчеты такого типа особенно важны для предсказания температурных коэффициентов, т. е. влияния на критичность изменений температуры различных компонент реактора, таких, как топливо, замедлитель, отражатель или теплоноситель. [c.250]

Покажем теперь, что оператор переноса нейтронов для задач термализации можно сделать почти самосопряженным с помощью элементарного преобразования, а также то, что имеется основание для существования гфостого соотношения взаимности. Расслютрим неоднородную стационарную задачу переноса нейтронов [см. уравнения (6.4) и (6.5)], описываемую уравнением [c.258]

В основе соотношения взаимности (см. уравнение (7.20)1 лежит тот факт, что, используя условие детального равновесия, оператор переноса тепловых нейтронов можно сделать почти самосопряженным с помощью элементарного преобразования. С теоретической точки зрения важно, что оператор переноса можно, таким образом, сделать почти самосопряженным, так как понятно, что самосопряженные операторы лучше, чем несамосопряженные. Следовательно, для задач термализации можно сделать заключения относительно существования собственных значений и других свойств решений, которые невозмол<ны для более общих задач с энергетической зависимостью [11]. [c.260]

В многогрупповом приближении а о существует даже для произвольно малых систем. Другими словами, собственная функция, связанная с наибольшим (наименее отрицательным) действительным значением а, возможна для всех значений В [101]. В действительности это справедливо не только для случая, когда пространственная зависимость потока нейтронов аппроксимируется экспоненциальным законом ехр 1Вх), ио также в случае многогрупповой задачи термализации для пластины с граничными условиями свободной псверхнссти [102]. [c.297]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...