2-中子慢化和扩散
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9
3.中子循环：
3.热中子扩散过程： 1）热中子扩散过程中都有一部分中子会泄出堆外。定义热中子不泄漏几率这两 个量PT来加以描述。 热中子不泄漏几率PT:热中子在扩散过程中没有泄漏出堆芯的几率（份额）。 2）逃脱了共振吸收的中子被慢化成热中子，热中子在扩散过程中被堆芯的各种 材料吸收，其中一部分被核燃料吸收。我们定义一个称为热中子利用系数的因 子来描述被核燃料吸收的热中子所占的份额。 热中子利用系数记为f： f= （燃料吸收的热中子数） / （被吸收的全部热中子数分母中包括被燃料、慢 化剂、冷却剂和结构材料等所有物质吸收的热中子数）。
2.快中子在慢化过程中： 1）要经过共振能区（1～1000电子伏），而U-238在该能区有许多共振峰。因 此当中子慢化到该能区时，必然有一部分中子被吸收（一般称为共振吸收）而 损失掉，可以用一个称为逃脱共振几率的因子来描述这种过程。 逃脱共振几率p的定义是慢化过程中逃脱共振吸收的中子所占的份额。 2）快中子慢化过程中都有一部分中子会泄出堆外。 快中子不泄漏几率PF:快中子没有泄漏出堆芯的几率（份额）。
的份额有关。 燃料份额，慢化剂份额，f将，而p将。 燃料份额，慢化剂份额，f将，而p将。 在实际应用上，必须找出一种能使乘积pf为最大的成分 和布置，以使链式反应得以维持。 堆芯尺寸，不泄漏几率P，如果P1，则有四因子公 式：k∞＝εpfη，可以写为keff= k∞P=1 为临界条件。
16
第二节 中子慢化
堆芯的空间：压水堆堆芯约1－2米直径，高2-
3米。压力壳内径4米，高为13米，厚为0.2米。
5
3.中子循环：
第一节 中子循环
中子循环: 就是指裂变中子经过慢化成为热中子、热中子击中燃料核引发裂
变又放出裂变中子这一不断循环的过程。
微观情形
堆芯中裂变产生的中子要在堆芯空间 里四处迁移，随着和堆芯内的燃料、 慢化剂、冷却剂，结构材料等不断发 生各种作用（反应），期间中子可能 引发燃料裂变产生下一代中子，也可 能被非裂变材料吸收，也可能泄漏出 堆芯等。中子就是在堆芯这样装有各 种不同材料的空间里循环。
v1vmv1Av 11A A11v
22
C系
在C系里，中子和散射核似乎分别以 A1v/(A1)和 v1/(A1的) 速度相互接近着。
因此，质量为1的中子沿着它运动方向的动量 是 A1v/(A1，) 而质量为A的核的动量也是 A1v/(A ，1) 但沿着相反方向。这样，在碰撞前对于质量中 心的总动量是零，而根据动量守恒原理，在碰 撞后总动量也必为零。
主要是热中子引起235U的裂变，这是产生中子的主要来源 （2）238U的快中子增殖
能量大于1.1MeV的中子引起238U的裂变，产生裂变中子。 对于天然铀，这些裂变中子约占燃料裂变中子的3％左右 （3）慢化过程中的共振吸收 （4）慢化剂以及结构材料等物质的辐射俘获 （5）中子的泄漏
15
影响因素
ε＝ε（燃料性质）；η＝η（燃料性质） p和f两个因素是互相制约的，它们与燃料和慢化剂所占
6
3.中子循环：
中子的消失方式
吸收 中子
第一节 中子循环
燃料吸收后裂变放出中子 非裂变材料吸收后不放出中子
堆内消失
泄漏（发生散射离开堆芯，堆外消失）
反应堆内中子的数目的增减与平衡，主 要取决于下列几种过程
（1）铀-238的快中子增殖； （2）燃料吸收热中子引起的裂变； （3）慢化剂以及结构材料等物质的
knpfP nFPTKP L
Kpf
这个关于k∞的公式称为四因子公式，上面那个关于k的公式称为六因子公式。 它们对于热中子反应堆内中子循环过程给出了形象、清晰的描述，对于我们 分析反应堆中各种物理现象极有帮助。
13
物理意义：
k 或 k 新生一代中子数 中子产生率 eff 上一代裂变e中 ff 中 子子 总(吸 消 数 泄 收 失)漏 率
19
3.散射过程 v1
v2 碰后中子 φ
碰前中子 碰前核
碰后核
V1－ Vm
va 碰后中子
θ
vm
碰前中子
质量中心
vb 碰后核
碰前核
实验室系（L）
质心系（C）
质心系中：中子与核碰撞后的速度与它们碰撞前的速度完全相等，碰之前， 中子和核相向运动，碰撞后以同样的速度相反运动。碰撞相对于质量中心的 总动量为零。
反应堆内产生的裂变中子都是快中子，平均能量约为2MeV。在大 的热中子反应堆中，这些快中子要在慢化剂中慢化，使其成为热中子， 热中子再扩散及被吸收，再引起裂变。例如，在热中子反应堆内几乎 所有的裂变中子在引起燃料核进一步裂变之前，都已慢化到热能。
1.中子慢化概念和物理机制
1）中子由于散射（包括弹性和非弹性）碰撞而降低速度的过程叫做慢化过程。
5f 5
5f 5N5
a5 a8 (f 5 5)N5 8N8
5f 5
f
5
5
8
N8 N5
11
中子循环过程
微观情形
U-235裂变产生n个初始中子
100个中子
快中子 倍增过程
U-238阈能吸收，倍增
倍增出5个中子， 共有103个
慢化到U-238裂变阈能以 下的平均中子nε个
ε＝1.03 泄漏2个,还有101
23
C系：
在碰撞以后，C系里的中子沿着与原方向成θ角 的方向离开质心，这就是C系中的散射角。这时 反冲核必须沿相反方向运动，因为质心永远在
转换到实验室系：
va
v2
φθ
20
vm
中子初始方向
L系：
碰撞前：中子 质量为1，速度为v1；靶核质量为 A，速度为0。
质量中心速度为vm。
v1 A0(A1)vm
vm
v1 A1
碰撞前后总动量相等
21
C系：
C系中，假定质量中心是静止的，所以碰撞前靶 核以vm的速度向质心接近。
碰撞前中子与靶核的相对速度是v1，故中子接 近质心的速度为v1-vm 。
2）弹性散射：把中子与介质核的相互作用当作两个刚性球之间的完全弹性碰 撞。此过程中，系统的动能和动量均守恒。碰撞后，中子因把自己动能的一部 分传递给介质核而减速，运动方向也发生变化。能量较低的中子再质量较小的 介质内的慢化过程，主要就是这种弹性碰撞机制。 3） 非弹性散射：可按照复核模型来理解。中子与靶核结合形成复核，复核获 得中子的动能与结合能，便处于激发状态，放出r射线，同时再重新释放出一 个中子。该反应是阈能反应，过程中动能不守恒，动量守恒。这种非弹性散射 碰撞为几千电子伏以上的中子与质量数较大的铀，铁等介质核相互作用而慢化 的主要引言
一个中子如何渡过从出生到消亡的短暂生命？ 反应堆如何实现自持链式裂变反应？ 裂变产生的中子如何慢化到热中子？ 反应堆中热中子的扩散规律？ 慢化年龄(慢化长度)、扩散长度和徙动面积(徙动长度） 的概念？
1）平均或统计的原则； 2）平衡的思想
2
第一节 中子循环 1.自持链式反应：反应堆系统内发生的裂变反应在不依靠外界补
第2章 中子慢化和扩散
中子与散射核碰撞而降低能量的过程称为中子 的慢化过程。显然，对于热中子反应堆而言， 慢化过程是一个非常重要的物理过程。
处于与周围介质同样温度的热中子在系统中要 进行扩散。同样，扩散过程也是一个非常重要 的物理过程。
本章首先介绍热中子反应堆内的中子循环和链 式裂变反应产生的条件。其次介绍中子的慢化 过程和扩散过程的特点以及对反应堆内的链式 裂变反应起着的重要作用。
燃料吸收的热中子数 f 被吸收的热中子总数
f a5a8 a5 a8 aM
10
3.中子循环：
4.热中子裂变过程：燃料吸收了热中子，很大可能要发生裂变，但也有较小的 可能不发生裂变，例如铀－235吸收一个热中子后也可能发生（n，r）反应。故 燃料每吸收一个热中子引起裂变的概率是 f /a，其中分子分母分别是燃料的裂 变和吸收截面。 我们定义一个称为有效裂变中子数的因子来反映这种影响。它的定义是：燃料 每吸收一个热中子所产生的平均裂变中子数。它的记号是η。
中子循环角度：临界时，每代中子循环的中子数都一样； 中子数守恒角度：临界时，中子的产生率与消失率处于 动态平衡。
k ； P 中子产生率中子吸收率 中子吸L 收中 率子 吸 中收 子率 泄漏率
1 超临界 keff kPL;keff1 临界
1 次临界
14
补充：
从热中子反应堆内的中子循环可知，能否实现自持的 链式反应，取决于下列几个过程： （1）燃料吸收热中子引起的裂变
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慢化
弹性散射 非弹性散射
压水堆内中子的慢化主要是中子与轻核的弹性散射。在 弹性散射中，快中子将自己的动能传递给慢化剂H原子 核，而本身被慢化成热中子。如果有大量的中等核或重 核存在时，那么由这些核引起的非弹性碰撞也须予以考 虑。
18
第三节 中子慢化
2.弹性散射理论 1）基本假设： （1）和中子相比，慢化剂核可以看成是静止的（不考虑靶核热运动）； （2）核不束缚在固体液体或气体中（不考虑靶核的化学键影响） 2）两个参考系： 讨论弹性碰撞时通常采用两种方便的参考系：实验室（L）系和质量中心（C） 系。 （1）实验室系中：假定散射核在碰撞前是静止的，和中子相比，慢化剂核可 以看成是静止的（不考虑靶核热运动），实际测量是在该系中进行； （2）质心系：认为中子与靶核的质量中心在碰撞过程中是静止的(质心为坐标 原点)，理论处理采用C系比较简单方便。
F=76/93=0.817 有效裂变中子数η=1.316
新的裂变中子数 nεpηPFPTf = nk个
k>1 超临界 k=1 临界 k<1 次临界
OK!
产生第二代中子100个
12
3.中子循环(小结)：
假设在某一代开始时有n个裂变中子，这n个中子被有效慢化前，由于能 引发铀－238裂变，快中子数目将增至n个。这些中子继续慢化，但由于共振 吸收将损失一部分，只有np个中子能逃脱共振吸收而慢化成热中子。如果考 虑到中子泄漏的损失，那么被吸收的热中子数目将只有npPFPT个，被燃料吸 收的中子将只有npfPFPT个，其余热中子被其他材料吸收。燃料吸收这些热中 子后发生裂变重新放出新一代的裂变中子。由于燃料每吸收一个热中子可产 生个裂变中子，因而新的裂变中子数PL 目P 等F于PTnpηfPFPT。根据有效增殖系数的 定义，即可知道：
辐射俘获； （4）慢化过程中的共振吸收； （5）中子的泄漏。包括：
（i）慢化过程中的泄漏； （ii）热中子扩散过程中的泄漏；
7
3.中子循环：
中子的长征路
1.首先是快中子倍增过程：部分裂变中子由于能量较高（高于铀－238的裂变 阈能）可引起一些铀－238核裂变。这一过程可用一个称为快中子倍增系数ε的 量来描述。
慢化过程
慢化过程中的泄漏
PF=101/103=0.981
U-238共振吸收
p=96/101=0.950
热中子nεpPF个
热中子 扩散过程
吸收掉5个，有96个
热中子的泄漏
泄漏掉 3个 ,有 PT=93/96=0.969 93个
慢化剂以及其他材料吸收
吸收掉17个,有76个
热中子 裂变过程
被燃料吸收的热中子数 nεpPFPTf个
充中子的情况下，能持续一代一代地发展下去，这样的链式反应称为 自持链式反应。
反应堆内的链式反应有几种情况？ 怎样才能持续进行裂变反应呢？
3
第一节 中子循环
2.三种链式反应：
链式反应
可自持 不可自持
临界状态 超临界状态 次临界状态
宏观情形
可以实现自持：
（1）维持系统内中子数不变，即稳定自持链式反应，这种情况下每次核裂变 产生的中子中正好有一个中子再引起一个核裂变，系统中子数保持不变，单 位时间内裂变数也不变；（临界状态） （2）系统内中子不断增加，每次裂变产生的中子，有一个以上的中子再引起 新的核裂变，系统内裂变率随时间不断增加，系统内中子数亦不断增多； （超临界状态）
无法实现自持： （3）系统内中子不断减少，每次核裂变产生的中子，只有少于一个中子再引 起核裂变，系统的裂变率随时间而减少，系统的中子数随时间增加而减少。 （次临界状态）
4
3.中子循环：
第一节 中子循环
反应堆堆芯－中子生存的家园
堆芯组成：热堆的堆芯是由核燃料、慢化剂、冷却剂，控制棒及各种结构材
料组成。
快中子倍增系数ε的定义是：由一个初始裂变中子所得到的、慢化到铀－238裂 变阈能以下的平均中子数（仍是快中子）。
热中子和快中子 变引 所起 产裂 生的快中子总数
仅由热中子裂变 的所 快产 中生 子数
慢化到 1.1MeV以下的快中子数 仅由热中子裂变所 的产 快生 中子数
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3.中子循环： 中子的长征路
3.中子循环：
3.热中子扩散过程： 1）热中子扩散过程中都有一部分中子会泄出堆外。定义热中子不泄漏几率这两 个量PT来加以描述。 热中子不泄漏几率PT:热中子在扩散过程中没有泄漏出堆芯的几率（份额）。 2）逃脱了共振吸收的中子被慢化成热中子，热中子在扩散过程中被堆芯的各种 材料吸收，其中一部分被核燃料吸收。我们定义一个称为热中子利用系数的因 子来描述被核燃料吸收的热中子所占的份额。 热中子利用系数记为f： f= （燃料吸收的热中子数） / （被吸收的全部热中子数分母中包括被燃料、慢 化剂、冷却剂和结构材料等所有物质吸收的热中子数）。
2.快中子在慢化过程中： 1）要经过共振能区（1～1000电子伏），而U-238在该能区有许多共振峰。因 此当中子慢化到该能区时，必然有一部分中子被吸收（一般称为共振吸收）而 损失掉，可以用一个称为逃脱共振几率的因子来描述这种过程。 逃脱共振几率p的定义是慢化过程中逃脱共振吸收的中子所占的份额。 2）快中子慢化过程中都有一部分中子会泄出堆外。 快中子不泄漏几率PF:快中子没有泄漏出堆芯的几率（份额）。
的份额有关。 燃料份额，慢化剂份额，f将，而p将。 燃料份额，慢化剂份额，f将，而p将。 在实际应用上，必须找出一种能使乘积pf为最大的成分 和布置，以使链式反应得以维持。 堆芯尺寸，不泄漏几率P，如果P1，则有四因子公 式：k∞＝εpfη，可以写为keff= k∞P=1 为临界条件。
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第二节 中子慢化
堆芯的空间：压水堆堆芯约1－2米直径，高2-
3米。压力壳内径4米，高为13米，厚为0.2米。
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3.中子循环：
第一节 中子循环
中子循环: 就是指裂变中子经过慢化成为热中子、热中子击中燃料核引发裂
变又放出裂变中子这一不断循环的过程。
微观情形
堆芯中裂变产生的中子要在堆芯空间 里四处迁移，随着和堆芯内的燃料、 慢化剂、冷却剂，结构材料等不断发 生各种作用（反应），期间中子可能 引发燃料裂变产生下一代中子，也可 能被非裂变材料吸收，也可能泄漏出 堆芯等。中子就是在堆芯这样装有各 种不同材料的空间里循环。
v1vmv1Av 11A A11v
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C系
在C系里，中子和散射核似乎分别以 A1v/(A1)和 v1/(A1的) 速度相互接近着。
因此，质量为1的中子沿着它运动方向的动量 是 A1v/(A1，) 而质量为A的核的动量也是 A1v/(A ，1) 但沿着相反方向。这样，在碰撞前对于质量中 心的总动量是零，而根据动量守恒原理，在碰 撞后总动量也必为零。
主要是热中子引起235U的裂变，这是产生中子的主要来源 （2）238U的快中子增殖
能量大于1.1MeV的中子引起238U的裂变，产生裂变中子。 对于天然铀，这些裂变中子约占燃料裂变中子的3％左右 （3）慢化过程中的共振吸收 （4）慢化剂以及结构材料等物质的辐射俘获 （5）中子的泄漏
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影响因素
ε＝ε（燃料性质）；η＝η（燃料性质） p和f两个因素是互相制约的，它们与燃料和慢化剂所占
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3.中子循环：
中子的消失方式
吸收 中子
第一节 中子循环
燃料吸收后裂变放出中子 非裂变材料吸收后不放出中子
堆内消失
泄漏（发生散射离开堆芯，堆外消失）
反应堆内中子的数目的增减与平衡，主 要取决于下列几种过程
（1）铀-238的快中子增殖； （2）燃料吸收热中子引起的裂变； （3）慢化剂以及结构材料等物质的
knpfP nFPTKP L
Kpf
这个关于k∞的公式称为四因子公式，上面那个关于k的公式称为六因子公式。 它们对于热中子反应堆内中子循环过程给出了形象、清晰的描述，对于我们 分析反应堆中各种物理现象极有帮助。
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物理意义：
k 或 k 新生一代中子数 中子产生率 eff 上一代裂变e中 ff 中 子子 总(吸 消 数 泄 收 失)漏 率
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3.散射过程 v1
v2 碰后中子 φ
碰前中子 碰前核
碰后核
V1－ Vm
va 碰后中子
θ
vm
碰前中子
质量中心
vb 碰后核
碰前核
实验室系（L）
质心系（C）
质心系中：中子与核碰撞后的速度与它们碰撞前的速度完全相等，碰之前， 中子和核相向运动，碰撞后以同样的速度相反运动。碰撞相对于质量中心的 总动量为零。
反应堆内产生的裂变中子都是快中子，平均能量约为2MeV。在大 的热中子反应堆中，这些快中子要在慢化剂中慢化，使其成为热中子， 热中子再扩散及被吸收，再引起裂变。例如，在热中子反应堆内几乎 所有的裂变中子在引起燃料核进一步裂变之前，都已慢化到热能。
1.中子慢化概念和物理机制
1）中子由于散射（包括弹性和非弹性）碰撞而降低速度的过程叫做慢化过程。
5f 5
5f 5N5
a5 a8 (f 5 5)N5 8N8
5f 5
f
5
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N8 N5
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中子循环过程
微观情形
U-235裂变产生n个初始中子
100个中子
快中子 倍增过程
U-238阈能吸收，倍增
倍增出5个中子， 共有103个
慢化到U-238裂变阈能以 下的平均中子nε个
ε＝1.03 泄漏2个,还有101
23
C系：
在碰撞以后，C系里的中子沿着与原方向成θ角 的方向离开质心，这就是C系中的散射角。这时 反冲核必须沿相反方向运动，因为质心永远在
转换到实验室系：
va
v2
φθ
20
vm
中子初始方向
L系：
碰撞前：中子 质量为1，速度为v1；靶核质量为 A，速度为0。
质量中心速度为vm。
v1 A0(A1)vm
vm
v1 A1
碰撞前后总动量相等
21
C系：
C系中，假定质量中心是静止的，所以碰撞前靶 核以vm的速度向质心接近。
碰撞前中子与靶核的相对速度是v1，故中子接 近质心的速度为v1-vm 。
2）弹性散射：把中子与介质核的相互作用当作两个刚性球之间的完全弹性碰 撞。此过程中，系统的动能和动量均守恒。碰撞后，中子因把自己动能的一部 分传递给介质核而减速，运动方向也发生变化。能量较低的中子再质量较小的 介质内的慢化过程，主要就是这种弹性碰撞机制。 3） 非弹性散射：可按照复核模型来理解。中子与靶核结合形成复核，复核获 得中子的动能与结合能，便处于激发状态，放出r射线，同时再重新释放出一 个中子。该反应是阈能反应，过程中动能不守恒，动量守恒。这种非弹性散射 碰撞为几千电子伏以上的中子与质量数较大的铀，铁等介质核相互作用而慢化 的主要引言
一个中子如何渡过从出生到消亡的短暂生命？ 反应堆如何实现自持链式裂变反应？ 裂变产生的中子如何慢化到热中子？ 反应堆中热中子的扩散规律？ 慢化年龄(慢化长度)、扩散长度和徙动面积(徙动长度） 的概念？
1）平均或统计的原则； 2）平衡的思想
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第一节 中子循环 1.自持链式反应：反应堆系统内发生的裂变反应在不依靠外界补
第2章 中子慢化和扩散
中子与散射核碰撞而降低能量的过程称为中子 的慢化过程。显然，对于热中子反应堆而言， 慢化过程是一个非常重要的物理过程。
处于与周围介质同样温度的热中子在系统中要 进行扩散。同样，扩散过程也是一个非常重要 的物理过程。
本章首先介绍热中子反应堆内的中子循环和链 式裂变反应产生的条件。其次介绍中子的慢化 过程和扩散过程的特点以及对反应堆内的链式 裂变反应起着的重要作用。
燃料吸收的热中子数 f 被吸收的热中子总数
f a5a8 a5 a8 aM
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3.中子循环：
4.热中子裂变过程：燃料吸收了热中子，很大可能要发生裂变，但也有较小的 可能不发生裂变，例如铀－235吸收一个热中子后也可能发生（n，r）反应。故 燃料每吸收一个热中子引起裂变的概率是 f /a，其中分子分母分别是燃料的裂 变和吸收截面。 我们定义一个称为有效裂变中子数的因子来反映这种影响。它的定义是：燃料 每吸收一个热中子所产生的平均裂变中子数。它的记号是η。
中子循环角度：临界时，每代中子循环的中子数都一样； 中子数守恒角度：临界时，中子的产生率与消失率处于 动态平衡。
k ； P 中子产生率中子吸收率 中子吸L 收中 率子 吸 中收 子率 泄漏率
1 超临界 keff kPL;keff1 临界
1 次临界
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补充：
从热中子反应堆内的中子循环可知，能否实现自持的 链式反应，取决于下列几个过程： （1）燃料吸收热中子引起的裂变
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慢化
弹性散射 非弹性散射
压水堆内中子的慢化主要是中子与轻核的弹性散射。在 弹性散射中，快中子将自己的动能传递给慢化剂H原子 核，而本身被慢化成热中子。如果有大量的中等核或重 核存在时，那么由这些核引起的非弹性碰撞也须予以考 虑。
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第三节 中子慢化
2.弹性散射理论 1）基本假设： （1）和中子相比，慢化剂核可以看成是静止的（不考虑靶核热运动）； （2）核不束缚在固体液体或气体中（不考虑靶核的化学键影响） 2）两个参考系： 讨论弹性碰撞时通常采用两种方便的参考系：实验室（L）系和质量中心（C） 系。 （1）实验室系中：假定散射核在碰撞前是静止的，和中子相比，慢化剂核可 以看成是静止的（不考虑靶核热运动），实际测量是在该系中进行； （2）质心系：认为中子与靶核的质量中心在碰撞过程中是静止的(质心为坐标 原点)，理论处理采用C系比较简单方便。
F=76/93=0.817 有效裂变中子数η=1.316
新的裂变中子数 nεpηPFPTf = nk个
k>1 超临界 k=1 临界 k<1 次临界
OK!
产生第二代中子100个
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3.中子循环(小结)：
假设在某一代开始时有n个裂变中子，这n个中子被有效慢化前，由于能 引发铀－238裂变，快中子数目将增至n个。这些中子继续慢化，但由于共振 吸收将损失一部分，只有np个中子能逃脱共振吸收而慢化成热中子。如果考 虑到中子泄漏的损失，那么被吸收的热中子数目将只有npPFPT个，被燃料吸 收的中子将只有npfPFPT个，其余热中子被其他材料吸收。燃料吸收这些热中 子后发生裂变重新放出新一代的裂变中子。由于燃料每吸收一个热中子可产 生个裂变中子，因而新的裂变中子数PL 目P 等F于PTnpηfPFPT。根据有效增殖系数的 定义，即可知道：
辐射俘获； （4）慢化过程中的共振吸收； （5）中子的泄漏。包括：
（i）慢化过程中的泄漏； （ii）热中子扩散过程中的泄漏；
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3.中子循环：
中子的长征路
1.首先是快中子倍增过程：部分裂变中子由于能量较高（高于铀－238的裂变 阈能）可引起一些铀－238核裂变。这一过程可用一个称为快中子倍增系数ε的 量来描述。
慢化过程
慢化过程中的泄漏
PF=101/103=0.981
U-238共振吸收
p=96/101=0.950
热中子nεpPF个
热中子 扩散过程
吸收掉5个，有96个
热中子的泄漏
泄漏掉 3个 ,有 PT=93/96=0.969 93个
慢化剂以及其他材料吸收
吸收掉17个,有76个
热中子 裂变过程
被燃料吸收的热中子数 nεpPFPTf个
充中子的情况下，能持续一代一代地发展下去，这样的链式反应称为 自持链式反应。
反应堆内的链式反应有几种情况？ 怎样才能持续进行裂变反应呢？
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第一节 中子循环
2.三种链式反应：
链式反应
可自持 不可自持
临界状态 超临界状态 次临界状态
宏观情形
可以实现自持：
（1）维持系统内中子数不变，即稳定自持链式反应，这种情况下每次核裂变 产生的中子中正好有一个中子再引起一个核裂变，系统中子数保持不变，单 位时间内裂变数也不变；（临界状态） （2）系统内中子不断增加，每次裂变产生的中子，有一个以上的中子再引起 新的核裂变，系统内裂变率随时间不断增加，系统内中子数亦不断增多； （超临界状态）
无法实现自持： （3）系统内中子不断减少，每次核裂变产生的中子，只有少于一个中子再引 起核裂变，系统的裂变率随时间而减少，系统的中子数随时间增加而减少。 （次临界状态）
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3.中子循环：
第一节 中子循环
反应堆堆芯－中子生存的家园
堆芯组成：热堆的堆芯是由核燃料、慢化剂、冷却剂，控制棒及各种结构材
料组成。
快中子倍增系数ε的定义是：由一个初始裂变中子所得到的、慢化到铀－238裂 变阈能以下的平均中子数（仍是快中子）。
热中子和快中子 变引 所起 产裂 生的快中子总数
仅由热中子裂变 的所 快产 中生 子数
慢化到 1.1MeV以下的快中子数 仅由热中子裂变所 的产 快生 中子数
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3.中子循环： 中子的长征路