真的看了起来。
众所周知。
中子运输方程的框架很广,不过其中特别重要的概念不多,满打满算也就十来个而已。
而在这些概念中。
对数能降无疑是一个非常重要的概念。
它指的是中子在物质中运动时能量的损失率,表达式是u=ln?e0/e。
其中e0是中子散射前的能量,e是中子散射后的能量,u就是对数能降。
有了能降的概念以后。
便可以定义某种物质的平均对数能降了。
也就是中子与这种原子每次散射所产生的平均能降:
ξ=Δuˉ≈2/(a+2/3)
这个是平均能降的近似计算式,可对原子量a大于10的原子使用。
这样就可以计算出以某种原子制作的材料作为靶心时,中子平均需要散射多少次才能从e0降到指定的e:
n?e0?ln?eξ。
举个例子。
中子从2mev(裂变中子平均能量)慢化到0.0253ev的能降,就是u=ln?e1/e2=18.1856。
当然了。
能降这个概念在后世也进行了部分概念迭代,更多被应用在反应堆领域。
不过眼下这个时代这种概念还是很主流的,无论国内外都要到80世纪才会进行版本更新。
而对于一枚降能的中子来说。
它的‘一生’则要经历慢化和扩散两个过程。
其中慢化的平均时间称为慢化时间,扩散的平均时间称为扩散时间。
中子寿命呢,就可以表示为慢化时间加扩散时间——这应该算是小学一年级难度的加法
换而言之。
中子在一次核反应中存在的时间,可以用自由程除以运动速度得到,也就是对平均能降进行积分。
等到了这一步。
一个至关重要的概念便出现了。
这也是一个在量子力学与流体力学、以及电动力学中都广泛出现的概念:
流密度,j=pv。
所谓流密度,指的是可以用来描述系统内物理量变化的一个量。
从它的样子就可以看出它的意思:
密度乘以速度。
密度代表着微元,而速度是与系统边界相垂直的,这表示着离开或者进入系统的微元。
在核工程中。
取中子密度为n,则有中子通量密度,也是中子流密度中子?=nv中子/(m2?s)。
也就是每秒经过单位面积的中子数量。
既然中子通量密度可以衡量体系内中子水平的变化情况,再结合到宏观截面Σ具有反应概率的物理意义,所以就可以定义核反应率r中子r=Σ?中子/(m3?s)。
这代表着发生核反应的概率,也就是平均单位体积内单位时间内反应掉多少个中子。
这个概念非常简单,也非常好理解。
徐云指出的地方,便是两个步骤中中子密度的对比差值出现了异常。
依旧是举个不太准确但比
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