作者rheumatism (风湿爷)
看板Physics
标题[闲聊] 核能科普影片-中子生命周期
时间Fri Jan 20 21:07:50 2023
网路上常见的连锁反应都是越来越多,属於发散式的
反应器的连锁反应则是维持固定的核分裂数量
这与每个世代的中子数量有关
整体而言,可以用
中子生命周期这个概念来解释
由於内容比较多,分为3集
第1集 https://youtu.be/pLQGBOIVXAk
1. 要维持临界的连锁反应,最重要的是每个世代的中子数量与能量,称为中子生命周期
这涉及中子与原子核有哪些反应,并且选择适合的材料,满足三大目的:
(1) 被铀-235吸收的中子,有1颗能触发分裂反应
(2) 吸收多余的中子
(3) 降低瞬发中子与延迟中子的能量(缓速)
2. 中子与原子核的反应可以概括分为散射与吸收两大类
散射: 弹性/非弹性散射
吸收: 辐射捕获、荷电粒子反应、中子生成反应,以及核分裂反应
3. 复合核的概念
第2集 https://youtu.be/B78impkRjxI
本集说明如何用数学描述撞击机率
1. 撞击机率正比於中子密度(n)、速度(v)、截面积(A)、原子核排列密度(N)、厚度(X)
2. 截面的定义是比例常数,分为微观截面(sigma)与巨观截面(SIGMA)
3. 不同的中子-原子核作用有不同的截面,比如:
弹性/非弹性散射截面
辐射捕获截面
分裂截面
4. 热中子能量 0.025 eV
5. 以微观截面计算需要提供多少中子才能触发核分裂反应
铀-235需要1.169的热中子,其中有1颗会触发核分裂反应
钸-239需要1.362的热中子,其中有1颗会触发核分裂反应
6. 易裂材料与可裂材料的差别
第3集 https://youtu.be/lcWuWscJkYU
本集说明中子生命周期的最後环节,缓速与吸收,分别对应:
缓速-目的3: 降低瞬发中子与延迟中子的能量
吸收-目的2: 吸收多余的中子
1. 以弹性散射说明缓速剂的原理
与中子质量约接近,缓速效果越好
以对数能量递减(Lethargy)比较不同材料的缓速效果
使用含有氢原子的水作为缓速剂,不仅方便取得,还能作为冷却剂
2. 吸收中子材料
硼的同位素,硼-10,对热中子有很高的吸收截面,可作为控制棒材料。
压水式反应器在冷却剂中添加硼酸吸收中子
第2季谈核分裂有关的现象,都是片段堆积,难免锁碎
所以最後还有总整理,串连第2季所有内容
https://youtu.be/2jR2OUygdSw
感谢大家的支持,祝大家新春愉快
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