Поток быстрых нейтронов

Поток быстрых нейтронов

     Вы можете смело брать поток быстрых нейтронов и интегрировать его от нуля, только в области от нуля до Егр нейтронов нет, просто нет нейтронов. Сам вид энергетической зависимости спектра нейтронов деления показывает, что при делении с нулевой энергией рождается ноль нейтронов. Более того, и при 1 эВ – ноль рождается, и при 10 – ноль, и при 100 эВ – ноль, а первые нейтроны, которые там появляются, имеют энергию где-то порядка 10 кэВ, причем таких очень мало. Т.е. вероятность рождения нейтронов с малой энергией при делении чрезвычайно мала, поэтому  нет смысла в спектре нейтронов деления брать какой-то предел, там просто в самом  распределении этих нейтронов нет. А вот когда мы берем тепловой спектр, то тут нейтроны есть, потому что они замедляются, они приходят из областей с более высокими энергиями, и тут мы обязаны эту границу поставить. Понятно, почему разница такая для быстрых и тепловых? Т.е. для быстрых можно ставить границу, но ничего не изменится, там просто нет нейтронов в самом спектре. А вот когда мы рассматриваем всю область замедления, то тут есть нейтроны со стороны, выше граничной энергии нейтронов.

Так вот, когда мы рассматриваем замедляющиеся нейтроны, то картина получается совсем другая. Если мы там возьмем интеграл, мы ничего не получим. Потому что для j, для вероятности избежать резонансного захвата важно именно распределение нейтронов. А замедление нейтронов происходит в очень большом широком энергетическом интервале — от МэВ до эВ. Поэтому и ввели понятие логарифмической энергии или летаргии нейтронов, оно именно и вводится для замедляющихся нейтронов, чтобы вместо энергии, которая меняется на восемь порядков (от МэВ до сотых эВ), ввести слабоменяющуюся величину летаргии, которая меняется от 0 до 18. Т.е. весь диапазон энергии перекрывается летаргией, изменяющейся всего от 0 до 18. Если нарисовать поток нейтронов (спектр замедляющихся нейтронов) в зависимости от летаргии (рис. 19.5), то можно видеть следующее: в какой то точке, Поток быстрых нейтроновдопустим, при этой энергии, быстрые нейтроны родились, потом идет какой-то поток нейтронов, а дальше начинается область тепловых энергий, здесь спектр отрезается на Uгр, это Uгр соответствует Егр, которое мы ввели раньше. Uгр в единицах летаргии будет равно: Uгр = Поток быстрых нейтронов. Поэтому когда мы в дальнейшем будем пользоваться понятием потока замедляющихся нейтронов Ф(U), мы должны всегда помнить, что это не интегральный поток по всей области летаргии, а это поток нейтронов при летаргии U, нормированный на единичный интеграл летаргии, т.е. в интервале летаргии 1. Потому что для замедляющихся нейтронов чем больше интервал, тем больше там будет нейтронов. Возьмите полный интеграл – там будет полное количество нейтронов. Но нам для изучения резонансного поглощения нейтронов, полное количество нейтронов не нужно, бесполезно. Поэтому Ф(U) – это поток нейтронов, нормированный на единичный интервал летаргии.

И вот теперь, когда мы все необходимые понятия знаем, мы уже можем ввести в рассмотрение непосредственно нужную нам величину, характеризующую замедление нейтронов в реакторе, которая называется плотность замедления нейтронов (обозначать мы ее будем буквой q). Что такое плотность замедления нейтронов? Эта плотность замедления нейтронов зависит от летаргии и численно равна потоку нейтронов при летаргии U, нормированному на единичный интервал летаргии, умноженному на макроскопическую замедляющую способность

Поток быстрых нейтронов.                                       (19.11)

Вот такая величина называется плотностью замедления нейтронов. Другое название этой величины, может быть, более понятное для восприятия – поток нейтронов по энергетической оси.

        Как определить этот поток нейтронов по энергетической оси физически? Можно определить это следующим образом. Поток нейтронов по энергетической оси равен количеству нейтронов в 1 см3, попадающих или пересекающих ось летаргии U в 1 с. Вернее, не ось, а уровень, т.е. поток нейтронов по энергетической оси равен количеству нейтронов в 1 см3, попадающих в 1 с из области летаргии, меньше U в область летаргии, больше U. Ну, а по энергии это будет наоборот – попадающих из области энергий больше Е в область энергий, меньше Е. Вот это поток нейтронов по энергетической оси, как бы скорость замедления нейтронов, с которой они спускаются вниз по энергии. Вот где-то там наверху родились нейтроны, а дальше что с ними происходит – какой их будет поток по энергетической оси? От чего он зависит? Во-первых, он зависит от потока нейтронов при данной летаргии Ф(U). Далее, он зависит от того, сколько упругих столкновений произойдет в 1 см3 в 1 с. Чтобы это найти, мы этот поток нейтронов умножаем на макроскопическое сечение рассеяния Ss – тогда мы получаем число упругих столкновений в 1 с в 1 см3. А дальше надо умножить на x — это мы получим количество нейтронов, которые в 1 с будут пересекать вот этот уровень летаргии U и замедляться. Вот так определяется поток нейтронов по энергетической оси или плотность замедления.