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慢化比

鎖定
慢化比(Moderating Ratio)是宏觀慢化能力(macroscopic slowing down power)與宏觀吸收截面(macroscopic cross section for absorption.)之比。通常用慢化比表徵物質的慢化效率,它等於慢化能力與物質宏觀 吸收截面之比。慢化能力等於中子平均對數能降與物質宏觀散射截面之 積。 [1] 
中文名
慢化比
外文名
Moderating Ratio
學    科
原子核物理
作    用
衡量慢化效率
計算公式
ξ∑s/∑a
高慢化比物質
重水

慢化比物理意義

宏觀慢化能力是顯示中子在某種材料中速度變化的重要指標,但是它仍然不能全面闡釋該材料作為慢化劑的效能。如,硼具備較高的能量對數縮減與優良的慢化能力,但由於它吸收中子的能力非常強,它是一種非常差的慢化劑。
慢化比是慢化劑的慢化能力與其宏觀吸收截面之比。也就是作為慢化劑希望它的慢化能力要大,但宏觀吸收截面要小。否則,將會有較多被慢化的中子在被燃料吸收之前就被慢化劑吸收掉了。因此,慢化比是表徵慢化劑優劣的一個重要物理參數。慢化比是最能全面度量慢化劑能力的有效參數。慢化比越高,材料的慢化性能越好。

慢化比定義公式

定義為:慢化比=ξ∑s/∑a,式中ξ∑s為材料的中子慢化能力;∑s為材料的宏觀散射截面;∑a為材料的宏觀吸收截面;ξ為中子平均對數能降。

慢化比常見慢化比

性 能
單位
輕水
重水
石墨
密 度
kg/m3
1000
1100
1620
1840
微觀散射截面
b
49
10.5
4.8
7.0
宏觀散射截面
cm-1
1.64
0.35
0.41
0.86
微觀吸收截面
b
0.66
0.0026
0.0037
0.010
宏觀吸收截面
cm-1
0.022
0.000085
0.00037
0.00123
慢化能力ξΣ
cm-1
1.5
0.18
0.065
0. 16
慢化比ξΣ/Σ

70
21000
200
130
從表中數據可以看出,重水的慢化比最大,慢化能力居第二,所以具有良好的慢化性能,但價格貴;輕水的慢化能力匹值最大,故用水作慢化劑的反應堆,具有較小的堆芯體積。但水的吸收截面較大,消耗中子多,因此需用濃縮鈾作燃料;石墨的慢化比也較大,慢化性能較好,但它的慢化能力小,慢化長度大,因而石墨堆一般具有較大的體積。 [2] 
參考資料
  • 1.    周乃君,喬旭斌編著. 核能發電原理與技術. 北京:中國電力出版社, 2014.03.
  • 2.    閻昌琪,王建軍,谷海峯主編,核反應堆結構與材料,哈爾濱工程大學出版社,2015.11,第242頁