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  • 1 # 核先生科普

    人類是很聰明的,職場上,一個員工能力再大,但是如果不受控制,也是老闆不待見的,比如呂布將軍。對於物的態度,人類的對待方法也是一樣的,如果只是弄明白大概的規律,但是如果不受控制縱然潛力再大也是不用的,比如農民伯伯不會想著用老虎來耕地。同樣,想要和平利用核能,核反應的速率也要控制。

    核反應率的概念

    工程上衡量核反應快慢的物理量叫核反應率,即單位時間單位體積內中子與原子核發生作用的總次數,一般用R表示,R=ΦΣ,其中Φ= nv,是中子通量密度的概念,即某一地中子密度與相應中子速度的乘機,表示單位體積內所有中子在單位時間內穿行距離的總和。Σ為宏觀裂變截面,等於靶核密度與微觀截面的乘積,Σ=Nσ。N為單位體積內的靶核密度,宏觀截面可以衡量一箇中子與單位體積內所有中子發生核反應大小的機率。已知反應環境後,N剛開始是不變的。中子與確定靶核的微觀截面σ會隨著中子能量變化而變化。

    如何改變核反應率

    因此改變反應速率可以從改變中子速度、改變中子密度、改變靶材或者靶核密度入手。

    工程上靶材和確定的,慢化劑和堆型結構確定後,反應時中子速度可以看做是處於某一區間的,主要改變的就是中子的密度,主要有以下幾個方法。

    一、 使用控制棒,吸收體材料一般是硼、碳化硼、鎘、銀銦鎘等,是中子的強吸收材料,可以有效降低中子密度,從而降低核反應速率,將控制棒提出堆芯就可以提高核反應速率。

    二、 硼酸,原理同上,也是透過吸收中子來控制中子密度的,是用來降低核反應速率的。要想提高核反應速率就稀釋硼酸,反應堆注入清水。

    三、 安裝反射層,在反應堆邊緣安裝反射層,可以使逃脫反應堆的中子反射回反應堆,繼續參加核反應,提高核反應速率。

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