Współczynnik powielania neutronów

Współczynnik powielania (mnożenia) neutronów – jedna z fundamentalnych wartości liczbowych opisujących stan reaktora jądrowego i reakcji łańcuchowej. Oznaczany zazwyczaj jako k lub kef.

Definiowany jest jako stosunek ilości n neutronów w chwili kolejnej i+1 (pokoleniu) do ilości neutronów w chwili bieżącej i (wcześniejszym pokoleniu):

[1].

Wielkość współczynnika mówi wprost o przebiegu reakcji łańcuchowej. Dla k > 1 (stan nadkrytyczny) liczba neutronów w każdym cyklu reakcji zwiększa się wykładniczo, prowadząc do jej gwałtownego przebiegu. Współczynnik powielania mniejszy od jedności (stan podkrytyczny) oznacza wygasanie reakcji łańcuchowej[1]. Z punktu widzenia normalnej pracy rektora jądrowego pożądaną wielkością k ≈ 1 (stan krytyczny) - oznacza to zachodzenie kontrolowanej, samopodtrzymującej się reakcji łańcuchowej[1].

Z definicji k można wyznaczyć przyrost neutronów w jednostce czasu:

[1],

gdzie τ to średni czas życia jednego pokolenia neutronów, tj. czas między kolejnymi rozszczepieniami jądra.

Elementy kontrolne reaktora jądrowego służą do kontrolowania współczynnika powielania neutronów[1] za pomocą materiałów o wysokim współczynniku pochłaniania neutronów.

Zmiana współczynnika powielania neutronów to reaktywność[2].

Zobacz też

  • Wzór czteroczynnikowy
  • Wzór sześcioczynnikowy

Przypisy

  1. ↑ a b c d e Krystyna Wosińska: Elementy fizyki jądrowej - wykład 9 - fizyka neutronów i reakcja łańcuchowa. [dostęp 2017-01-07]. (pol.).
  2. ↑ Rozszczepienie i reaktor. NCBJ, 2013-04-19. [dostęp 2017-01-07]. (pol.).