裂变反应堆的工作原理
反应堆原理
反应堆原理反应堆是一种能够维持核链式反应的装置，它能够产生大量的热能，并且被广泛应用于发电、航空航天、医疗和工业等领域。
反应堆原理是指在核反应中，核燃料中的核裂变产生的中子引起其他核燃料的裂变，从而释放出更多的中子和热能的过程。
下面将详细介绍反应堆的原理及其运行过程。
首先，核反应堆中的核燃料是反应堆能够产生能量的重要组成部分。
核燃料一般采用铀-235或钚-239等可裂变核素，这些核素在受到中子轰击后会发生裂变反应，产生大量的热能和中子。
当核燃料中的核裂变发生时，会释放出两到三个新的中子，这些中子会继续引起其他核燃料的裂变，形成链式反应。
其次，为了维持核链式反应，需要控制中子的数量。
在反应堆中，中子是起到触发核裂变的关键因素，但是如果中子的数量过多，就会导致核反应过度，从而引起核燃料的瞬间过热。
因此，反应堆中通常会设置控制棒或者调节杆来控制中子的数量，以维持核链式反应的稳定进行。
另外，反应堆中还需要使用冷却剂来散热。
由于核裂变产生的热能非常巨大，如果不及时散热，就会导致反应堆温度过高，甚至发生熔毁事故。
因此，反应堆通常会采用水、氦气或者液态金属等作为冷却剂，通过循环流动来带走反应堆产生的热能，保持反应堆的稳定运行。
最后，反应堆还需要采用控制系统来监测和调整核反应过程。
控制系统可以根据反应堆的工作状态来调节控制棒或调节杆的位置，以保持核链式反应的稳定进行。
同时，控制系统还可以监测反应堆的温度、压力和辐射等参数，一旦出现异常情况，就能够及时采取措施，确保反应堆的安全运行。
总的来说，反应堆的原理是通过控制核燃料的核裂变反应，产生大量的热能和中子，然后通过控制中子的数量、使用冷却剂和控制系统来维持核链式反应的稳定进行。
反应堆的原理虽然看似简单，但是其中涉及到许多复杂的物理和工程问题，需要精密的设计和严格的控制，才能确保反应堆的安全运行和高效发电。
第2节 核裂变和裂变反应堆
损失的能量
E mc2 0.01884 931.5MeV E 17.59MeV
发生聚变的条件:
使原子核间的距离达到10-15m
实现的方法有:
1、用加速器加速原子核；
不经 济
２、把原子核加热到很高的温度；
106～108K
聚变反应又叫热核反应
裂变 和 聚变
核反应
在核物理学中， 原子核在其他粒子 的轰击下产生新原 子核的过程，称为 核反应．
原 子 核
电子
吸收能 量
核
反
应
核子结合成原子核
放出能 量
使较重的核分裂成中等大小的 核
把较小的核合并成中等大小的 核
物理学中把重核分裂成质量较小的核， 释放核能的反应叫做裂变．把轻核结合成质 量较大的核，释放出核能的反应叫做聚变．
2.裂变
原子核(原子量M＞200)受到中子的轰击分裂成 两个或两个以上中等质量原子核的现象，称为核的 裂变．
裂变方程：
235 92
U01n15349Xe3985Sr
201
n
200MeV
235 92
U01n15461
Ba9326
Kr301
n
200MeV
铀核的裂变
1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手 斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生 了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的，一种典 型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子， 其核反应方程是：
二.链式反应
原子核发生裂变时放出中子，如果这些 中子使裂变反应不断地进行下去，这种反应 叫链式反应。
链式反应
由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继 续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．
物理核裂变的原理有哪些
物理核裂变的原理有哪些物理核裂变（nuclear fission）是指重原子核分裂成较轻的两个或多个核的过程。
这种现象的发现与研究对于物理学的发展和核能利用具有重要的意义。
以下是物理核裂变的原理及相关的内容。
1. 初级激发：核裂变一般需要一个初级激发事件，例如中子撞击。
在裂变反应堆中，中子通过与原子核碰撞来激活核裂变过程。
2. 裂变链式反应：核裂变发生后，会产生少量的中子，这些中子可以再次激发其他原子核进行裂变，形成一个连锁反应的过程。
3. 能量释放：核裂变是一个高能事件，裂变过程中释放出的能量是巨大的。
根据质能方程（E=mc^2），裂变过程中部分质量转化为能量，并以光子和高速中子的形式释放出来。
这种能量释放是核能利用的基础。
4. 裂变产物：裂变反应产生的核裂变产物通常是两个或多个核，这些裂变产物相对较轻。
其中，产生的中子是维持连锁反应的关键。
5. 反应条件：核裂变反应的发生需要满足一定的条件。
其中，中子能量必须适合，以促使裂变过程发生。
此外，核裂变所需的中子数目要符合裂变链式反应的要求。
6. 裂变产物释放：核裂变过程中的裂变产物是高能的，并常常具有放射性。
这些裂变产物必须被妥善处理，以防止对环境和人类健康造成危害。
7. 反应堆：核裂变可用于核反应堆，其中核燃料经过控制链式反应。
核反应堆的设计和控制需要合理的裂变速率和温度控制，使得核裂变过程能够稳定进行。
8. 可持续性：核裂变能够提供大量的能源，并且燃料可持续。
目前，核裂变燃料主要是铀和钚等放射性物质，未来还有望研发出更高效和更安全的核裂变燃料。
9. 应用：核裂变在核电站中被广泛使用，为人类提供干净的电力。
此外，核裂变还可用于核武器、航天动力和医学放射治疗等领域。
10. 安全问题：核裂变具有较高的能量密度，一方面为其应用提供了巨大优势，另一方面也给安全控制带来挑战。
核裂变反应中释放的放射性物质对环境和人类健康造成潜在风险，因此必须采取严格的安全措施。
核反应堆的工作原理
核反应堆的工作原理核反应堆是一种利用核裂变或核聚变反应来产生能量的装置。
它是由核燃料、冷却剂、反应控制系统和辅助设备组成的。
核反应堆的工作原理可以分为以下几个方面进行说明：一、核燃料的选择与裂变过程核燃料是核反应堆中的重要组成部分，一般采用铀、钚等放射性物质。
核燃料的裂变是指通过中子轰击后，核燃料原子核发生裂变，释放出巨大的能量。
裂变反应产生的中子还会继续引发其他核燃料中的裂变反应，从而形成连锁反应，产生更多的能量。
二、冷却剂的运输与热传导核反应堆中的核燃料在反应过程中会产生大量的热量，为了保证核反应的正常进行，需要通过冷却剂来控制核燃料的温度。
冷却剂可以是气体、液体或者是固体，其主要作用是将核反应堆产生的热量带走，并将其转化为电力或其他可利用的能量。
冷却剂在核反应堆中的运输过程中需要满足一定的流速和温度控制要求，以保证核燃料的稳定工作和安全运行。
同时，冷却剂还可以通过热传导作用将核燃料的热量传递给热交换设备，使其产生蒸汽并驱动涡轮机转动，最终产生电力。
三、反应控制系统的作用为了控制和调节核反应堆中的反应过程，核反应堆设有反应控制系统。
反应控制系统一般由控制棒和反应控制系统组成。
控制棒是一种可以插入或抽出核燃料组件的装置，通过调整控制棒在核燃料中的位置来改变核反应堆的反应率。
反应控制系统的主要作用是控制反应堆核燃料中的中子流，以维持核燃料的临界状态。
临界状态是指核燃料中的裂变反应和中子释放保持平衡，即核燃料中每个反应产生的中子数等于引发下次裂变反应所需要的中子数，确保核燃料的稳定工作。
四、辅助设备的作用核反应堆还需要一些辅助设备来保证其正常运行。
辅助设备主要包括核反应堆的防护层、安全控制系统、辐射监测系统等。
防护层是为了防止辐射能量泄漏，保护人员和环境安全。
安全控制系统则负责监测核反应堆的运行状况，一旦检测到异常情况，及时采取相应的措施保障安全。
辐射监测系统用于监测核反应堆产生的辐射能量，及时发现和处理辐射泄漏等突发情况。
《裂变反应堆》 知识清单
《裂变反应堆》知识清单一、什么是裂变反应堆裂变反应堆，简单来说，就是一种能够通过核裂变过程产生大量能量的装置。
核裂变是指重原子核（如铀、钚等）在吸收一个中子后分裂成两个或多个较轻原子核，并同时释放出能量和更多中子的过程。
在裂变反应堆中，通过控制这些中子的数量和速度，使得核裂变反应能够持续稳定地进行，从而不断地释放出能量。
这些能量可以被转化为电能、热能等形式，为我们的生活和工业生产提供动力。
二、裂变反应堆的工作原理裂变反应堆的工作原理基于核链式反应。
当一个重原子核吸收一个中子并发生裂变时，会释放出两个或三个新的中子，以及大量的能量。
如果这些新产生的中子能够继续引发其他原子核的裂变，就会形成链式反应。
为了控制反应的速率，反应堆中通常会使用控制棒来吸收多余的中子。
控制棒一般由能够强烈吸收中子的材料制成，如硼、镉等。
通过调节控制棒插入反应堆的深度，可以控制参与裂变的中子数量，从而调节反应堆的功率输出。
此外，反应堆中还需要有冷却剂来带走裂变产生的热量，防止反应堆过热。
常见的冷却剂有水、氦气、钠等。
三、裂变反应堆的分类1、按中子能谱分类热中子反应堆：在这种反应堆中，裂变主要由速度较慢（热运动速度）的中子引发。
热中子反应堆通常使用低浓缩铀作为燃料，水作为冷却剂和慢化剂。
快中子反应堆：快中子反应堆中的裂变由速度较快的中子引发。
这种反应堆可以使用更广泛的核燃料，包括贫铀和钍等。
2、按用途分类动力堆：主要用于发电和提供动力，如核电站中的反应堆。
研究堆：用于科学研究和实验，为核物理、材料科学等领域提供研究条件。
生产堆：用于生产放射性同位素或其他核材料。
四、裂变反应堆的组成部分1、核燃料核燃料是反应堆的核心部分，通常是铀、钚等可裂变物质。
核燃料需要经过一定的加工和处理，制成合适的形状和浓度，以保证反应的顺利进行。
2、慢化剂慢化剂的作用是将裂变产生的快中子减速为热中子，以便更容易引发后续的裂变反应。
常见的慢化剂有水、重水和石墨等。
核反应堆的工作原理和安全性
核反应堆的工作原理和安全性核反应堆是一种能够将核能转化为电能的装置。
它的工作原理主要是利用核裂变或核聚变反应，从而产生高温高压的热能，再通过热交换器将其转化为电能。
但是，核反应堆也带来了一定的安全风险，必须加强安全管理，以避免发生核事故。
1.核反应堆的工作原理核反应堆的核心部件是反应堆炉。
反应堆炉中的燃料一般是一些特定的核素，如铀235、铀238、钚239等。
这些核素在受到中子轰击后，会发生核裂变或核聚变反应，从而释放出大量的能量。
在核裂变反应中，一个大核裂变成两个小核，并放出两三个中子，这些中子会撞击其他核素，从而使其裂变，并释放更多的中子，这样一次次不断地反应下去，最终产生如爆炸一般的热能。
在核聚变反应中，相反的两个小核融合成一个更大的核，并释放出巨大的能量。
实现核聚变反应需要高温高压的条件，同时还需要很高的能量激发。
不同类型的核反应堆需要不同的燃料和反应方式。
例如，目前最常见的核反应堆是基于铀235燃料的热中子反应堆，而核聚变反应堆还处于试验阶段。
2.核反应堆的安全性核反应堆的安全性主要包括设计安全、运行安全、辐射安全等方面。
其中，设计安全是保证核反应堆长期稳定运行的基础，而运行安全则是保证核反应堆在正常运行过程中不发生事故。
在设计方面，核反应堆的结构和材料必须能够承受高温高压的条件，同时还需要考虑到燃料的选择和后处理等因素。
此外，核反应堆的物理参数和控制系统也必须与其预期功率匹配，以确保其长期稳定运行。
在运行方面，核反应堆必须严格遵守操作规程，保证燃料的正确投入和正常运行。
核反应堆还需要安装辐射监测设备，对潜在的辐射泄漏进行监测和报警处理。
除了设计安全和运行安全，核反应堆的辐射安全也是保障人员和环境安全的重要方面。
对于核反应堆工作人员，必须严格遵守辐射防护措施，如低剂量长时间暴露、使用防护服、建立辐射监测体系等。
对于周围环境，核反应堆必须加强环境监测和安全管理，确保核反应堆不会对周围环境造成污染和影响。
高三物理核裂变知识点归纳
高三物理核裂变知识点归纳核裂变是指重核(如铀、钚等)被中子加速后变为两个或更多质量较小的核的过程。
核裂变是一种放能反应，其释放的能量可用于核能的利用。
下面将对高三物理核裂变的知识点进行全面归纳。
一、核裂变的基本原理核裂变是重核由中子轰击后发生的裂变反应。
当中子轰击重核时，重核吸收中子然后产生Β链崩裂，形成两个或更多的轻核，同时释放大量的能量和中子。
核裂变的基本方程式为：重核 + 中子→ 轻核 + 能量 + 中子。
在核裂变过程中，质量损失会转化为能量释放。
二、裂变反应堆裂变反应堆是利用核裂变反应产生大量能量的装置。
裂变反应堆中，通过控制自发裂变反应的速率和有效利用中子来维持连续的裂变链式反应。
核裂变反应堆主要包括以下几个部分：1. 燃料：主要使用铀-235或钚-239作为裂变反应的燃料材料，燃料裂变产生大量热能。
2. 导热剂：通常使用水或重水作为导热剂，将裂变产生的热能传递给工质。
3. 冷却剂：用于从反应堆中带走燃料产生的热能，保持反应堆的工作温度。
4. 反应堆堆芯：包括燃料棒、控制棒和冷却管等，其中燃料棒起到反应堆燃料的载体作用。
5. 控制系统：用于控制反应堆中裂变反应的速率，通常通过吸收中子来调节反应堆的输出功率。
6. 安全系统：用于监测反应堆的运行状态，保证反应堆安全。
三、核裂变释放的能量核裂变过程中释放的能量来自于质量的损失，根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，质量m的损失会转化为能量E。
核裂变释放的能量非常巨大，可用于发电和核武器等领域。
核裂变释放的能量大小与核反应堆运行情况相关，主要包括：1. 燃料使用率：燃料中的铀-235或钚-239的利用率越高，释放的能量越大。
2. 中子吸收截面：中子吸收截面越大，相同条件下裂变释放的能量越大。
3. 反应堆控制：通过控制反应堆中的裂变反应速率，可以调节释放的能量大小。
4. 燃料堆芯设计：合理的燃料堆芯设计可以提高裂变产生的能量和中子输出。
四、核裂变应用领域核裂变广泛应用于能源工业和国防事业，主要包括以下几个领域：1. 核电站：核裂变主要用于发电，核反应堆中的裂变反应释放的热能被利用转化为电能，为社会供电。
核裂变与核反应堆技术
核裂变与核反应堆技术核裂变与核反应堆技术是现代核能发展的重要组成部分，对于解决能源危机和环境问题具有重要意义。
本文将探讨核裂变和核反应堆技术的原理、应用以及其对社会与环境的影响。
一、核裂变的原理与应用核裂变是一种核反应过程，指的是重核（如铀、钚等）受到中子轰击而分裂成两个相对较小的核片段的过程。
在核裂变过程中，大量的能量被释放出来，这种能量的释放可以用来产生热能，从而驱动汽轮机发电。
核裂变技术不仅被广泛应用于核电站发电，还可以用于核武器制造。
然而，核武器的应用具有极高的破坏力和安全风险，因此对于核能的开发与利用要严格遵守相关条约与国际准则，确保安全可控。
二、核反应堆的原理与分类核反应堆是利用核裂变过程产生的热能驱动汽轮机发电的装置。
核反应堆通常由燃料元件、冷却剂、反应控制系统以及辅助系统等组成。
根据冷却剂的种类不同，核反应堆可以分为水冷堆、气冷堆和液态金属冷堆等几种类型。
水冷堆是最常见的一种，使用水作为冷却剂，如压水堆和沸水堆。
气冷堆则使用气体作为冷却剂，如高温气冷堆和涡轮气冷堆。
液态金属冷堆则使用液态金属（如钠）作为冷却剂，如液态金属快中子反应堆。
三、核裂变与核反应堆技术的发展与问题核裂变与核反应堆技术的发展受到了许多限制与挑战。
首先，核裂变燃料的储量有限，相关资源的开采与处理具有一定的困难。
其次，尽管核反应堆可以产生大量的电力，但核废料的处理与处置仍然是一个难题，需要制定合理的处置策略。
此外，核反应堆技术的安全性和可靠性也是重要的考虑因素，需要通过科学的设计和严格的监督来确保运行的稳定性和安全性。
四、核裂变与核反应堆技术的环境影响核裂变与核反应堆技术的应用对环境产生一定影响。
首先，核能发电相对于传统的化石燃料发电来说，可以减少二氧化碳等温室气体的排放，从而有助于缓解气候变化问题。
其次，核电站的建设和运行需要占用大量土地和水资源，这对于生态环境也会产生一定影响。
此外，核事故的发生可能导致放射性物质的泄漏，对周围环境造成严重污染，这对人类和生态系统都是巨大的威胁。
核裂变反应堆的工作原理
核裂变反应堆的工作原理
核裂变反应堆是一种将重核（如铀）的核裂变产生的能量转化为热能，进而驱动发电机发电的装置。
其工作原理如下：
1. 燃料：核裂变反应堆中使用的燃料一般是铀-235或钚-239等重核。
这些燃料的核结构相对较不稳定，容易通过核裂变反应产生大量的能量。
2. 中子：为了启动核裂变过程，需要向燃料中注入中子。
中子是一种没有电荷的粒子，能够穿透原子核，与重核发生相互作用。
中子通过剧烈撞击重核，使得核发生裂变并释放出大量的能量。
3. 控制棒：为了控制核反应的速度和稳定性，可降低或增加反应堆中中子的数量。
核反应堆中装有可移动的控制棒，一般由具有吸中子能力的物质制成（如硼化钠）。
控制棒的位置调节可以增加或减少中子与燃料核的相互作用，从而控制反应堆的功率。
4. 冷却剂：核反应过程中会产生大量热能，需要通过冷却剂将其带走。
常用的冷却剂有水、氦气等。
冷却剂在核反应堆中循环流动，通过与燃料接触，吸取热能然后带走。
5. 热交换器：核反应堆产生的热能通过热交换器传递给工质。
在热交换器中，冷却剂的热能转移给工质（如水），产生高压高温的蒸汽。
6. 蒸汽发电机：通过高温高压的蒸汽驱动发电机，将热能转化为电能。
蒸汽驱动叶轮旋转，激活发电机里的磁场，从而产生电能。
以上就是核裂变反应堆的工作原理。
核裂变反应堆通过核裂变反应释放的热能产生蒸汽，进而通过蒸汽发电机将热能转化为电能，实现发电的过程。
钍反应堆原理
钍反应堆原理钍反应堆是一种利用钍-232同位素进行核裂变反应的核反应堆。
它的原理是通过中子轰击钍-232核使其发生裂变，从而产生能量。
钍是一种重金属元素，其最稳定的同位素是钍-232、它属于铀系列放射性元素，具有较长的半衰期，约为1.4万亿年。
钍-232核吸收中子后会发生裂变，产生大量的能量和两个中子。
这些中子可以继续引发其他钍-232核的裂变，从而形成连锁反应。
钍反应堆的设计包括两个主要组件：燃料和反应堆装置。
燃料一般采用钍-232化合物，如氧化物或硬质球。
这些燃料以块状或颗粒状的形式装填在反应堆装置中。
反应堆装置则包括一个中子源和一个裂变房间。
在反应堆工作时，中子源会发射中子，这些中子会穿过反应堆装置中的空气或冷却剂。
当中子与钍-232核相互作用时，它们会导致钍-232核发生裂变。
裂变释放出的能量会产生热，通过冷却剂或其他热传输介质传递到发电机或其他设备中。
此外，因为每个钍-232核可以产生两个中子，这些中子可以继续引发其他钍-232核的裂变，从而形成连锁反应。
这种连锁反应的持续和稳定使钍反应堆能够产生大量的能量。
与其他核反应堆相比，钍反应堆的特点是燃料资源丰富。
地球上钍-232的储量非常巨大，远远超过铀和锕系元素。
钍-232不仅存在于地壳中，还储存在海水中。
因此，钍反应堆在长期供能和替代有限资源的角度具有优势。
然而，钍反应堆也存在一些问题。
首先是技术上的挑战，如中子源的设计和性能、燃料的制备和循环等。
其次是钍反应堆的安全性和废物处理问题。
钍反应堆在运行时会产生较高水平的辐射，而且产生的废物需要妥善处理，以减少对环境和人类健康的影响。
综上所述，钍反应堆是一种利用钍-232同位素进行核裂变反应的核反应堆。
它的工作原理是通过中子轰击钍-232核使其发生裂变，从而产生能量。
钍反应堆具有燃料资源丰富的优势，但也面临技术和安全性等挑战。
核电站的核裂变反应详解
核电站的核裂变反应详解核电站是指利用核裂变反应来产生大量能量的设施。
核裂变反应是一种将重核裂变为两个或更多轻核的过程，释放出巨大的能量。
本文将详细解释核电站的核裂变反应原理及其在能源生产中的应用。
一、核裂变反应原理核裂变是指重核的原子核在受到中子轰击时分裂成两个或更多轻核的过程。
核裂变反应是一种放出巨大能量的物理过程，其基本原理可以归结为以下几步：1. 中子吸收：中子与重核碰撞并被吸收，形成一个非稳定的中间核。
2. 中间核裂变：由于所形成的中间核处于非稳定状态，它会以极高的概率继续裂变成两个或更多的轻核，并释放出大量的能量。
3. 自持裂变链式反应：裂变反应生成的中子将进一步引发周围重核的裂变，形成一个自持裂变链式反应。
4. 能量释放：大量的裂变反应将产生巨大的能量，这一能量可以被转化为热能，用于发电等各种用途。
二、核裂变反应在核电站中的应用核电站通过控制核裂变反应，将产生的能量转化为电能。
以下是核电站中核裂变反应的应用过程：1. 燃料棒装载：核电站的反应堆内装有大量的燃料棒，其中含有铀或钚等可裂变的物质。
这些燃料棒按照一定规则的布局被装入反应堆中。
2. 中子轰击：通过控制反应堆中的中子流量和速度，将中子轰击到燃料棒中。
中子的速度和能量将决定裂变反应的强弱。
3. 裂变发生：中子与燃料棒中的可裂变物质发生相互作用，引发核裂变反应。
裂变反应产生的热能将导致燃料棒和反应堆的温度升高。
4. 冷却剂循环：为了控制反应堆的温度，并避免温度过高引发危险，核电站使用冷却剂来吸收和带走燃料棒中释放的热能。
5. 蒸汽发电：冷却剂通过传热设备与水进行热交换，将水加热转化为蒸汽。
蒸汽驱动涡轮机旋转，由涡轮机带动发电机产生电能。
6. 安全控制：核电站配备了多种安全系统，用于监控和调控核裂变反应的过程。
一旦监测到异常情况，例如反应堆温度过高或中子流量不稳定，自动安全系统将采取措施遏制反应。
三、核裂变反应的优势和挑战核裂变反应作为一种高效能源转换方式，具有以下优势：1. 能量密度高：核裂变反应释放的能量相对于化石燃料更高，可以产生大量的电能。
钍反应堆原理
钍反应堆原理钍反应堆是一种利用钍-232同位素进行核裂变的核反应堆。
钍是一种天然存在的放射性元素，其最稳定的同位素为钍-232。
钍-232可以通过中子轰击产生钍-233，而钍-233具有较高的裂变概率。
因此，钍反应堆利用钍-232的中子吸收产生钍-233并进行核裂变的反应。
钍反应堆的原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 中子轰击：钍反应堆中使用中子来轰击钍-232核，使其发生裂变。
中子可以通过裂变反应释放出来，也可以通过其他方式如核裂变或α衰变释放出来。
2. 钍-233的产生：当中子轰击钍-232核时，有可能使钍-232核吸收中子并产生钍-233核。
这是因为钍-232核的中子俘获截面较大，吸收中子的概率较高。
钍-233核是一种不稳定核素，可以发生核裂变。
3. 钍-233的裂变：钍-233核具有较高的裂变概率，一旦发生裂变，会释放出大量的能量，并产生更多的中子。
这些中子可以继续轰击周围的钍-232核，进一步产生钍-233的裂变，形成连锁反应。
4. 能量释放：钍反应堆通过钍-233的裂变释放出的能量来产生热能。
这些热能可以转化为蒸汽或其他工质，用于发电或其他实际应用。
钍反应堆的优势在于钍-232在自然界中丰富存在，资源可持续利用。
此外，钍反应堆产生的核废料相对较少，且寿命较短，降低了核废料管理的难度。
然而，钍反应堆也存在一些挑战和限制。
钍-232的中子俘获截面较大，吸收中子的概率较高，导致产生的钍-233相对较少。
此外，钍-233的裂变概率较高，容易发生裂变链式反应，需要精确的控制和安全措施来避免失控。
为了解决这些问题，钍反应堆需要精确的中子调控和控制系统，以确保反应的稳定性和安全性。
此外，还需要开发高效的中子源和反应堆材料，以提高钍-232的利用率和钍-233的产生率。
钍反应堆利用钍-232进行核裂变的原理是中子轰击钍-232核，产生钍-233并进行核裂变反应。
钍反应堆具有钍资源丰富、核废料产生少等优势，但也面临中子调控、安全性控制等挑战。
反应堆工作原理图
反应堆工作原理图反应堆是一种核能利用设施，它能够将核裂变反应转化为电能。
反应堆的工作原理图可以分为两个部分：核反应和能量转换。
一、核反应核反应是指发生在反应堆核心中的核裂变反应。
反应堆核心中的燃料是铀-235（U-235），它是一种放射性金属，能够通过裂变反应释放出能量。
当一个U-235核被中子轰击时，它就会发生裂变，产生两个小核和几个中子。
这些中子能够激发其它的U-235核，从而形成一个连锁反应。
为了控制核裂变反应的速率，反应堆会使用控制棒。
控制棒是一种由吸收中子能力强的材料制成的棒状物体，比如说银、铜和钴。
在反应堆中，控制棒被插入到核燃料棒的中间，能够减缓或停止核反应，从而控制能量的释放速率。
二、能量转换能量转换是将核裂变反应释放的能量转化为电能的过程。
这个过程主要分为三部分：冷却剂、蒸汽和涡轮机。
冷却剂是一种用于吸收和传递裂变反应产生的热能的流体。
常用的冷却剂有水和氦气。
在循环系统中，冷却剂被带到核反应堆中，与燃料接触并吸收热能，然后将其流向蒸汽机组。
在蒸汽机组中，冷却剂和水接触并产生蒸汽。
这个过程类似于一个传统的煮水壶，只不过这个壶里的水是由核反应堆产生的。
蒸汽通过管道流向涡轮机。
涡轮机的转动产生高速旋转的轴，其末端带着一个发电机。
发电机将旋转的动能转化为电能，并通过变压器将电能转移至电网。
当反应堆运行时，接入电网的家庭和企业能够使用这个电能。
总结反应堆的工作原理是基于核裂变反应和能量转换的。
核反应是在反应堆核心发生的一系列裂变反应，控制棒用于控制反应速率。
能量转换是将核反应释放的能量转化为电能的过程，包括冷却剂、蒸汽和涡轮机。
这些过程共同构成了反应堆的工作原理。
核反应堆工作原理
核反应堆工作原理核反应堆是一种利用核裂变或核聚变反应产生能量的装置。
它是一种重要的能源设施，被广泛应用于核能发电、核动力舰船等领域。
核反应堆的工作原理涉及到核裂变或核聚变反应的过程，下面将详细介绍核反应堆的工作原理。
首先，核反应堆的工作原理基于核裂变反应。
核裂变是指重核裂变成两个或多个轻核的过程，同时释放出大量的能量。
在核反应堆中，通常使用铀、钚等重核作为燃料，当中子被燃料吸收后，燃料核发生裂变，产生新的中子和大量的能量。
这些中子会继续引发其他燃料核的裂变，形成连锁反应，释放更多的能量。
这些能量最终被转化为热能，用于产生蒸汽驱动涡轮发电机发电。
其次，核反应堆的工作原理还涉及到核聚变反应。
核聚变是指轻核融合成重核的过程，同样释放出大量的能量。
在核聚变反应堆中，通常使用氢同位素氘和氚作为燃料，当高温高压条件下，氘和氚发生核聚变反应，产生大量的能量。
核聚变反应堆的工作原理更接近太阳的能量产生方式，能够产生更为巨大的能量，但目前技术上还存在一定的难度。
另外，核反应堆的工作原理还涉及到控制和调节。
在核反应堆中，为了保持连锁反应的稳定和安全，需要通过控制棒、冷却剂等手段来控制中子的数量和能量，以及控制反应堆的温度和压力。
这些控制和调节手段对于核反应堆的安全运行至关重要。
总的来说，核反应堆的工作原理是通过核裂变或核聚变反应产生能量，然后利用这些能量转化为热能，最终用于发电或其他用途。
在这一过程中，控制和调节是保证核反应堆安全运行的关键。
随着科技的不断进步，核反应堆技术也在不断发展，未来有望成为清洁、高效的能源来源。
什么是反应堆
什么是反应堆反应堆是一种用于进行核反应的设备，它是核能利用的重要组成部分。
本文将介绍反应堆的基本概念、工作原理、种类以及应用领域。
一、基本概念反应堆是指能维持和控制核反应的结构，通过核裂变或核聚变产生大量能量。
它通常由燃料、冷却剂、冷却剂循环系统、控制系统、反应堆压力容器、屏蔽材料等组成。
二、工作原理反应堆中的核反应是通过控制核裂变链式反应来实现的。
核燃料经过裂变释放出的中子引发新的裂变反应，形成链式反应。
同时，通过控制系统调整反应速率，维持核链式反应处于稳定状态。
三、种类1. 根据燃料类型：（1）热中子反应堆：使用热中子来维持链式反应，主要燃料为铀-235或钚-239等。
（2）快中子反应堆：使用快中子来维持链式反应，主要燃料为钚-239或铀-233等。
2. 根据冷却剂类型：（1）水冷反应堆：使用水作为冷却剂，主要有压水堆和沸水堆等类型。
（2）气冷反应堆：使用氦气或二氧化碳作为冷却剂，可以提高燃料利用率。
（3）液态金属冷却反应堆：使用钠或铅等液态金属作为冷却剂，具有良好的传热性能和安全性。
3. 根据反应堆用途：（1）核电站反应堆：用于发电，主要以压水堆和沸水堆为主。
（2）核动力反应堆：用于舰船、潜艇等核动力设备，主要以压水堆为主。
（3）核研究反应堆：用于核科学研究和同位素生产等，种类多样化。
四、应用领域反应堆在能源、医学、环境保护等领域具有广泛应用：1. 能源领域：核电站利用反应堆产生电能，是清洁能源的重要组成部分。
2. 医学领域：核反应堆可以用于医学同位素生产，用于放射治疗、医学影像等。
3. 环境保护领域：核技术可以用于处理放射性废物、监测环境污染等。
总结：反应堆是核能利用的基础设施，它能以安全有效的方式利用核能，产生电能、医学同位素等。
不同类型的反应堆在不同的领域有着广泛的应用，为人们的生活和社会发展提供了重要支持。
核电站工作原理
核电站工作原理核电站是利用核能产生电能的设施，其工作原理主要包括核裂变和核聚变两种方式。
1. 核裂变原理：核裂变是指将重核（如铀、钚等）通过中子轰击，使其原子核分裂成两个或更多的碎片，并释放出大量的能量。
核电站利用核裂变反应中释放的能量来加热水，产生蒸汽驱动涡轮发电机组发电。
核电站的核裂变反应堆通常采用压水堆（PWR）或沸水堆（BWR）两种类型。
在压水堆中，燃料棒中的铀235核裂变产生的热能将冷却剂（通常为水）加热，形成高温高压的蒸汽。
这个蒸汽通过蒸汽发生器传递给次级回路中的水，使其沸腾产生蒸汽，然后驱动涡轮发电机组发电。
在沸水堆中，燃料棒中的铀235核裂变同样产生热能，但直接使冷却剂（水）沸腾产生蒸汽，然后驱动涡轮发电机组发电。
核裂变反应过程中产生的中子可以被其他核燃料吸收，从而引发更多的核裂变反应，形成连锁反应。
通过控制反应堆中的中子速度和数量，可以实现核裂变反应的自持和稳定。
2. 核聚变原理：核聚变是指将轻核（如氘、氚等）在高温高压条件下融合成更重的核，并释放出巨大的能量。
核聚变是太阳和恒星的能量来源，也是人类追求的理想能源形式。
目前，实现可控核聚变的技术还在研究和发展中，核聚变反应堆的建设尚未商业化。
核聚变反应堆利用高温等离子体中的氢同位素核融合产生的能量来驱动发电机组发电。
核聚变反应堆需要高温和高压的条件，以及复杂的磁场或惯性约束装置来控制和维持等离子体的稳定。
核聚变反应堆的燃料是氢同位素氘和氚，这些燃料在高温高压下融合成氦，并释放出大量的能量。
核聚变反应堆的主要挑战是如何实现可控的核聚变反应，并解决反应堆材料的辐射损伤和等离子体的稳定性等问题。
总结：核电站的工作原理是利用核裂变或核聚变反应产生大量的能量，然后通过蒸汽驱动涡轮发电机组发电。
核裂变反应堆利用重核的裂变产生能量，而核聚变反应堆利用轻核的融合产生能量。
核电站的运行需要严格的安全措施和控制系统来确保反应的稳定和安全。
核电站作为一种清洁能源形式，具有较高的发电效率和较低的碳排放，对于满足能源需求和减少环境污染具有重要意义。
核裂变反应堆的工作原理分析
核裂变反应堆的工作原理分析核裂变反应堆是一种能够利用核裂变产生能量的重要装置。
本文将对核裂变反应堆的工作原理进行详细分析，探讨其能源产生、控制和安全等方面的关键要点。
一、核裂变反应堆的基本构成核裂变反应堆主要由以下几个部分组成：1. 燃料元件：包含可裂变核素，常见的有铀-235和钚-239等。
2. 燃料棒：将燃料元件密封在金属或陶瓷材料中，以提供足够的保护和导热性能。
3. 导热剂：常用的导热剂有重水、轻水和氦气等，它们负责将燃料的热能传递到工质。
4. 工质：工质负责接收导热剂传递的热能，并将其转化为可用的动力能源，一般为水蒸汽。
5. 反应堆堆芯：燃料棒和导热剂的组合体，是核裂变反应的主要发生地。
二、核裂变反应的发生核裂变反应是指重核的原子核发生裂变，其中释放出大量的能量。
核裂变反应可以通过中子轰击、自发裂变或人工催化等方式进行。
主要核裂变反应方程式如下：$$\mathrm{n} + \mathrm{U}^{235} \rightarrow \mathrm{Kr}^{92} +\mathrm{Ba}^{141} + \mathrm{n} + \text{能量}$$核裂变反应的关键是通过中子轰击将铀-235等可裂变核素撞击成中子，从而引发连锁反应。
三、核裂变反应堆的工作原理核裂变反应堆的工作原理可分为起动阶段和连续运行阶段。
1. 起动阶段在核裂变反应堆启动时，需要引入足够的中子以促使裂变反应的开始。
通常使用启动中子源（如铍-9和钚-239）来产生足够数量的中子。
启动中子源的加入使得少数可裂变核素发生裂变，产生的中子持续引发其他核素的裂变，从而形成连锁反应。
2. 连续运行阶段一旦核裂变反应堆启动，连锁反应就会持续进行。
核裂变反应产生的中子将撞击周围的燃料元件，使其发生裂变，并继续释放更多的中子。
这些中子进一步撞击其他燃料元件，形成裂变链式反应。
在连锁反应中，中子的数量必须保持在一个恒定水平，以维持持续的裂变反应。
核反应堆的工作原理
核反应堆的工作原理核反应堆是一种利用核裂变或核聚变反应产生能量的装置。
它是核能利用的重要设备，广泛应用于核电站、核动力舰艇等领域。
核反应堆的工作原理涉及到核裂变或核聚变反应的控制和调节，下面将详细介绍核反应堆的工作原理。
一、核裂变反应堆的工作原理核裂变反应堆是利用重核（如铀、钚等）的裂变反应产生能量的装置。
其工作原理如下：1. 燃料选择：核裂变反应堆的燃料通常选择铀-235或钚-239等可裂变核素。
这些核素在吸收中子后会发生裂变，释放出大量的能量。
2. 中子控制：核裂变反应需要中子的参与。
中子是一种无电荷的粒子，它在核反应堆中起到引发和维持裂变链式反应的作用。
为了控制反应的速率，需要通过控制中子的数量和能量来实现。
3. 反应堆结构：核裂变反应堆通常由燃料元件、冷却剂、反应堆容器和控制系统等组成。
燃料元件中含有可裂变核素，冷却剂用于带走反应堆中产生的热量，反应堆容器用于容纳燃料元件和冷却剂，控制系统用于控制反应的速率。
4. 反应过程：核裂变反应堆中，中子与燃料元件中的可裂变核素发生碰撞，使其发生裂变，释放出大量的能量和中子。
这些中子又会继续引发其他核素的裂变，形成裂变链式反应。
通过控制中子的数量和能量，可以控制反应的速率。
5. 热量利用：核裂变反应堆产生的能量主要以热的形式释放出来。
冷却剂通过与燃料元件接触，带走燃料元件中产生的热量，然后通过热交换器将热能转化为电能或其他形式的能量。
二、核聚变反应堆的工作原理核聚变反应堆是利用轻核（如氘、氚等）的聚变反应产生能量的装置。
其工作原理如下：1. 燃料选择：核聚变反应堆的燃料通常选择氘和氚等轻核。
这些核素在高温和高压条件下会发生聚变反应，释放出大量的能量。
2. 温度和压力控制：核聚变反应需要高温和高压的条件。
通过控制反应堆中的温度和压力，可以实现核聚变反应的进行。
3. 反应堆结构：核聚变反应堆通常由燃料元件、冷却剂、反应堆容器和控制系统等组成。
燃料元件中含有氘和氚等轻核，冷却剂用于维持反应堆中的温度和压力，反应堆容器用于容纳燃料元件和冷却剂，控制系统用于控制反应的速率。
核反应堆中的核裂变过程
核反应堆中的核裂变过程核反应堆中的核裂变过程是核能技术的重要组成部分。
核反应堆是一个能够通过核裂变反应来产生能量的设备。
核裂变过程是指重核在被中子激发后，裂变成两个轻核，并释放出大量的能量。
这个过程在核电站中被广泛应用，以产生电能。
核裂变过程的发现核裂变过程是在20世纪30年代被发现的。
当时德国物理学家奥托·哈恩和弗里茨·斯特劳斯曼意外地发现了一种新的放射性反应，他们发现，当他们将中子引向铀核时，可以通过将其排出，发现由铀核产生的一个小的释放热的核反应。
这就是核裂变反应的开端。
核裂变过程的原理核裂变过程的原理是通过中子的激发引起重核的裂变，释放出大量的能量。
在核反应堆中，裂变通常是由中子和一个重核相互作用而导致的。
当中子被重核吸收时，将形成一个非常不稳定的核态，这个核态将进一步分裂成几个核分子。
在核反应堆中，这些裂变过程将被控制和利用，以产生能量。
裂变产生的能量核裂变过程所产生的能量是由分裂所产生的两个核分子的动能、伽马射线、反中子和电子中子所组成的。
由于裂变释放的能量非常大，因此它能够被用来产生大量的工业电力和其他裂变产生的中子。
核反应堆的组成核反应堆的核心包括反应堆的燃料，在燃料中加入有铀-235等易裂变的核素截面较大的核素，可以使裂变反应继续发生，释放更多的核能，从而产生更多的能量。
这种核素通常是铀-235、钚-239等。
为了将核燃料维持在恰好的温度和压力下，需要使用冷却剂，常见的冷却剂有水、重水、氦气、液态钠等。
反应堆的控制系统是反应堆系统的关键组成部分，可控制反应堆的中子速率，从而控制核反应的反应率和功率输出。
核反应控制系统通常包括控制棒、堆芯传感器、碰撞探测器等设备。
结论核反应堆中的核裂变过程是现代核能技术的基础。
通过核裂变过程，可以产生出大量的能量，并被用来生产电力和其他裂变产生的中子。
随着气候变化的威胁不断加剧，核能技术将在未来扮演着越来越重要的角色。
镉棒在裂变反应堆中的作用
镉棒在裂变反应堆中的作用一、裂变反应堆的基本原理1.1 裂变反应的概念裂变反应是指重核裂变成轻核的过程，释放出大量的能量。
这种反应在核裂变反应堆中得到控制和利用。
1.2 裂变反应堆的组成裂变反应堆主要由燃料元件、调控系统、冷却剂和反应堆容器等部分组成。
其中，燃料元件用于维持裂变链式反应，调控系统用于控制反应的速率，冷却剂用于带走产生的热量。
二、镉棒的基本介绍2.1 镉的特性镉是一种化学元素，符号为Cd，具有良好的中子俘获能力。
它是稳定的延展性金属，不受大气中氧化作用的影响，常用于控制裂变反应的速率。
2.2 镉棒的组成和形状镉棒是一种中子吸收材料制成的长棒状装置，通常由镉和其他金属合金制成。
它的外形通常为圆柱形，内部填充有吸收中子的材料。
2.3 镉棒的作用原理镉棒主要通过吸收中子来控制裂变反应的速率。
中子进入镉棒后，会被镉吸收，减少继续链式反应的中子数量，从而控制反应堆的输出功率。
三、镉棒的应用与功能3.1 控制裂变反应速率镉棒在裂变反应堆中起到控制反应速率的重要作用。
通过将镉棒插入反应堆的燃料元件中，可以吸收中子，减少中子的数量，从而减缓或停止裂变反应的进行。
当需要降低反应堆的输出功率时，可以增加镉棒的数量，以增加中子吸收。
反之，减少镉棒的数量可以提高反应堆的输出功率。
3.2 调整裂变反应的稳定性裂变反应堆的稳定性是指在正常工作过程中，对温度、燃料浓度等因素的变化具有一定的稳定性。
镉棒可以通过吸收中子来调整裂变反应的稳定性。
当温度过高或燃料浓度过低时，可以适当增加镉棒的数量，增加中子吸收，以增强稳定性。
3.3 防止裂变产生过热裂变反应堆中，裂变反应会产生大量的热量。
如果没有适当的控制，可能会导致过热，甚至引发事故。
镉棒可以通过增加中子吸收来减少热量的产生，从而防止产生过热现象。
3.4 保护人员和设备安全在裂变反应堆运行过程中，需要保护工作人员和设备的安全。
镉棒可以作为一种控制装置，通过控制裂变反应的速率和稳定性，保护人员和设备的安全。
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裂变反应堆的工作原理为了深入讨论与核能有关的技术和发展趋势,我们必须对核电站所基于的原理--核反应堆中子物理、反应堆热工水力学、反应堆控制和反应堆安全等方面的基本知识,有一个初步的了解。
一、反应堆中子物理（－）中子与原子核的相互作用在反应堆的心脏____堆芯中，大量的中子在飞行，不断与各种原子核发生碰撞。
碰撞的结果，或是中子被散射、改变了自己的速度和飞行方向；或中子被原子核吸收。
如果中子是被铀－235这类核燃料吸收，就可能使其裂变。
下面我们较详细地进行介绍。
1．散射反应 中子与原子核发生散射反应时，中子改变了飞行方向和飞行速度。
能量比较高的中子经过与原子核的多次散射反应，其能量会逐步减少，这种过程称为中子的慢化。
散射反应有两种不同的机制。
一种称为弹性散射。
在弹性散射前后，中子——原子核体系的能量和动量都是守恒的。
任何能量的中子都可以与原子核发生弹性散射。
另一种称为非弹性散射。
中子与原子核发生非弹性散射，实际上包括两个过程。
首先是中子被原子核吸收，形成一个复合核。
但这个复合核不是处于稳定的基态，而是处于激发态。
很快它就会又放出一个中子，并且放出γ射线，回到稳定的基态。
非弹性散射的反应式如下：n X X n X A Z A Z A Z10**110)()(+→→++ γ+↓→X A Z 并非所有能量的中子都能与原子核发生非弹性散射。
中子能量必须超过一个阈值，非弹性散射才能发生。
对于铀－238原子核，中子能量要高于45千电子伏，才能与之发生非弹性散射。
非弹性散射的结果也是使中子的能量降低。
在热中子反应堆中，中子慢化主要依靠弹性散射。
在快中子反应堆内，虽然没有慢化剂，但中子通过与铀－238的非弹性散射，能量也会有所降低。
2．俘获反应 亦称为（n ，γ）反应。
它是最常见的核反应。
中子被原子核吸收后，形成一种新核素（是原核素的同位素），并放出γ射线。
它的一般反应式如下：γ+→→+++)()(1*110X X n X A ZA Z AZ 反应堆内重要的俘获反应有:这就是在反应堆中将铀－238转化为核燃料钚－239的过程。
类似的反应还有：这就是将自然界中蕴藏量丰富的钍元素转化为核燃料铀－233的过程。
3．裂变反应 核裂变是堆内最重要的核反应。
铀－233、铀-235、钚－239和钚－241等核素在各种能量的中子作用下均能发生裂变，并且在低能中子作用下发生裂变的概率更大，通常被称为易裂变核素。
而钍－232、铀－238等只有在中子能量高于某一值时才能发生裂变，通常称之为可裂变同位素。
目前热中子反应堆内主要采用铀－235作核燃料。
铀裂变时一般产生1 01两个中等质量的核，叫做裂变碎片；同时发出平均2．5个中子，还释放出约200兆电子伏的能量。
裂变时放出的平均中子数不是一个常数，随轰击铀核的中子能量而异。
此外还应指出，铀－235核吸收中子后并不一定发生裂变，也可能发生俘获反应生成铀－236。
因此反应堆中的铀－235有一部分并不能用来产生能量，而是白白浪费掉了。
在堆中还会发生其他一些中子核反应，如吸收中子后放出α粒子的（n ，α）反应、吸收中子后放出质子的（n ，p ）反应等。
这里就不一一列举了。
（二）核反应截面和核反应率上面我们列举了几种重要的中子核反应，但这些反应发生的概率有多大？必须进行定量的研究和描述。
核反应截面就是定量描述中子与原子核发生反应的概率的物理量。
1．微观截面 假定有一束平行中子，其强度为I （即在单位时间内通过垂直于中子飞行方向的单位面积上有I 个中子），该中子束垂直打在一个薄靶上，靶面积为1平方厘米，厚度为∆x 厘米，靶内单位体积（1立方厘米）中的原子核数是N 。
在靶后某一距离处放一个中子探测器，见图1-2-1。
由于中子在穿过靶的过程中会与靶核发生吸收或散射反应（散射后中子改变飞行方向，探测器测不到了），从而使靶后探测器测到的中子束强度I ’要比I 小。
那么∆I=I －I ’就等于与靶核发生作用的中子数。
实验表明：∆I 与入射中子束强度I 、靶厚度∆x 、靶的核密度N 成正比。
即有X NI I ∆=∆σ (1.2.1)式中的σ是比例系数，称为“徽观截面”。
显然 X N I I X IN I ∆∆=∆∆=/σ (1.2.2)上式中分子上的△I ／I 表示平行中子束中的中子与靶原子核发生作用的概率，分母上的N △x 表示的是靶中的原子核数（注意靶核面积为1平方厘米）。
因此，微观截面σ是表示中子与单个靶核发生相互作用的概率大小的一种度量。
它的量纲是面积。
通常采用“靶”作为微观截面的单位，1靶＝10224cm -。
为了区分各种不同的核反应，要给微观截面σ带上不同的下标。
通常用下标s 、e 、in 、f 、r 、a 、t 分别表示散射、弹性散射、非弹性散射、裂变俘获、非裂变俘获、吸收和总的作用截面。
各截面之间有如下关系： σs ＝σe ＋σin σa ＝σr ＋σf ＋σn.p ＋σn.α＋…… σt ＝σs ＋σa微观截面一般由实验测得，无法测量的用理论方法算出。
2．宏观截面 前已述，微观截面描述的是中子与单个原子核发生相互作用的几率，但工程实践上要处理的是中子与大量原子核发生反应的问题。
所以又引入一个新的物理量：宏观截面，符号为Σ。
宏观截面的定义是：Σ＝N σ （1.2.3）即核密度与该核的微观截面的乘积。
核密度可用下式计算，它是单位体积中该核的数目：0N A N ρ=(1.2.4) 其中ρ是物质的密度（克／厘米3），A 是该物质的原子质量数，Ｎｏ是阿佛加德罗常数。
Ｎ的常用单位是个／cm 3。
I △X I ' 图1-2-1 平行中子束穿过薄靶后的衰减 探测器从宏观截面的定义可知，它是中子与单位体积中所有原子核发生相互作用的概率的一种度量。
从定义可知，宏观截面的量纲是长度的倒数。
常用1／cm 为单位。
从（1.2.2）式可知∑∆∆==X II N /σ分子上的量是中子在介质中穿行Δx 距离后与原子核发生相互作用的概率，除以距离Δx 后表示的就是中子在介质中穿行单位距离时与介质原子核发生相互作用的概率的一种度量。
举例说，某种材料的宏观吸收截面Σa ＝0．25／cm ，那么中子在其中穿过1cm ，被该材料的原子核吸收的机会就是0．25。
3．平均自由程 我们把宏观截面的倒数定义为平均自由程，记为λ。
λ＝1/Σ显然，平均自由程表示的是中子在介质中运动时，平均要走多长路程才与介质的原子核发生一次相互作用。
仍以上面的数字为例。
某材料的Σa ＝0．25／cm ，中子在该材料中穿行1cm ，被该材料的核吸收掉的机会是0．25，那么平均要在该介质中穿过4 cm ，才会发生一次吸收反应，即中子在该材料中的平均吸收自由程λa ＝1／Σa ＝4cm 。
4．中子通量与核反应率密度 为了从宏观上描述中子核反应的强度，我们定义一个物理量——核反应率密度，它是单位时间内在单位体积中发生的核反应的次数。
核反应率密度一般用符号R 表示。
显然，R 既与介质中的中子数目有关，也与介质的宏观截面有关。
为了导出R 的表达式，我们还需要定义另外一个重要的物理量：中子通量。
中子通量Φ的定义如下：Φ＝ n V （1. 2．5）其中n 是中子密度，即单位体积中的中子数目，v 是中子飞行的速度。
由此可见，中子通量是单位体积中所有中子在单位时间内飞行的总路程。
利用中子通量和宏观截面，就可以用下式来计算反应率密度。
R ＝ΦΣ （1．2. 6）因为上式可写成R ＝Φ/λ，量Φ是单位体积内的中子在单位时间内飞过的总路程，而平均每飞行λ路程就会发生一次核反应，两者之商显然就是单位体积内的中子在单位时间发生核反应的次数了。
这个公式是非常有用的。
例如我们已经知道了堆芯中核燃料的浓度和分布，就可以算出堆芯的宏观裂变截面Σf ；如果还知道了堆芯的中子通量φ，就可利用上式计算出每秒钟在每立方厘米堆芯体积内发生多少次裂变反应，进而可以算出堆芯的发热强度等。
总之，这个公式使我们可以从宏观上了解核反应的强度。
5．截面随中子能量变化的规律 核截面的数值决定于入射中子的能量和靶核的性质。
对许多核素，考察其反应截面随入射中子能量E 变化的特性，可以发现大体上存在三个区域。
首先是低能区（一般指E<1 电子伏），在该能区吸收截面σa 随中子能量的减小而逐渐增大，大致与中子的速度成图1-2-2 铀-238的总截面反比，故这个区域亦称为吸收截面的1／v 区。
接着是中能区(1电子伏<E<103电子伏），在此能区内许多重元素核的截面出现了许多峰值。
图1-2-2 上显示了铀-238在中能区上的一系列峰值。
这些峰一般称为共振峰。
在E>10千电子伏以后的区域，称为快中子区，那里的截面一般都很小，通常小于10靶，而且截面随能量的变化也趋于平滑。
铀－235、钚－239和铀－233等易裂变核的裂变截面随中子能量的变化规律可分为三个能区来讨论。
在低能区其裂变截面σf 随中子能量减小而增加，且σf 值很大。
例如当中子能量E ＝0．0253电子伏时，铀－235的σf ≈583靶，钚－239的σf ＝744靶。
因此在热中子反应堆内的核裂变反应基本上都是发生在低能区。
对中能区的中子，铀－235核的裂变截面出现共振峰，共振能量延伸至千电子伏。
在千电子伏至几兆电子伏的能区内，裂变截面降低到只有几靶。
铀－235核在上述三个能区的裂变截面曲线见图1-2-3。
反应堆分析中常用到另一个量，就是燃料核每吸收一个中子后平均放出的中子数，称为有效裂变中子数，用η表示。
η值与中子能量的关系见图1-2-4。
为了对各种燃料核的裂变截面的大小有比较明确的概念，在表1-2-1中列出了有关数据。
其中的ν表示一个燃料核裂变时放出的平均中子数。
（三）中子的慢化上面介绍了核燃料的微观裂变截面f σ随中子能量变化的规律。
以铀－235核为例，当中子能量很低时（例如 E ＝0．0253电子伏），其裂变截面f σ高达582靶；但当中子能量较高时（例如 E ＝1兆电子伏），f σ仅为1～2靶。
两者相差几百倍。
由此可见低能中子引发燃料核裂变的“能力”大大高于高能中子，就是说，建造一个图1-2-3 铀－235核在三个能区的裂变截面曲线 中子能量，ev裂变截面(b) 图1-2-4 η和中子能量的关系用低能中子引发裂变的核反应堆，要比建造用高能中子引发核裂变的反应堆容易得多。
然而，核燃料原子核裂变时放出的都是高能中子，其平均能量达到2兆电子伏，最大能量可达10兆电子伏。
所以要建造低能中子引发裂变的反应堆，一定要设法让中子的能量降下来，也就是使中子的速度减慢下来。
中子能量（速度）减低的过程称为中子慢化，它可以通过向堆中放置慢化剂、让中子与慢化剂核发生散射反应来实现。
1．慢化能力与慢化比 经验告诉我们，一个运动着的小球如果和一个质量比它大得多的物体碰撞，碰撞后小球的能量不会有太多的损失；如果小球与质量较小的物体碰撞，自身的能量损失就很显著。