Эффективный коэффициент размножения нейтронов

Эффективный коэффициент размножения нейтронов — отношение эффективного среднего числа рождающихся в цепной реакции деления в реакторе в единицу времени нейтронов к эффективному среднему числу нейтронов, исчезающих в единицу времени. Обозначается в основном буквой .

При каждом делении ядра образуется определённое количество нейтронов, обычно 2-3, с энергиями в широком диапазоне. Часть из этих нейтронов может поглотиться другим ядром и вызвать новую реакцию деления. Другая часть теряется для цепной реакции — поглощается неспособными к делению ядрами, вылетает за пределы реактора, распадается. Эффективный коэффициент размножения количественно характеризует ход цепной реакции. Если , то ядра делятся все чаще и реакция ускоряется, при  реакция затухает, при поддерживается стабильный режим.

Коэффициент размножения нейтронов для тепловых реакторов в бесконечной среде может быть найден с помощью формулы четырёх сомножителей:

, где

Эффективный коэффициент размножения нейтронов для активной зоны конечных размеров:

, где — доля нейтронов, поглощённых в активной зоне реактора, от полного числа образующихся в реакторе (или вероятность для нейтрона избежать утечки из конечного объёма активной зоны).

Коэффициент размножения в бесконечной среде также можно оценить по формуле:

, где
  •  — количество быстрых нейтронов, которые создаются в среднем при акте деления;
  •  — отношение сечения реакции деления до полного сечения реакции для захваченного нейтрона.

Например, для реактора на природном уране с графитовым замедлителем эти факторы примерно равны: , , , , , что даёт значение . Ограниченные размеры реактора уменьшают значение . Дополнительно можно уменьшить до 1, вводя в реактор стержни с поглотителем нейтронов.

Литература

править
  • Фрауэнфельдер Г., Хенли Э. Субатомная физика. — М.: Мир, 1979. — 736 с.