中子密度

定義介紹

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介質中的自由中子數。

單位體積內的自由中子數稱為中子數密度，表示自由中子在介質內的密集程度。

總中子源密度

符號為S，在某一體積元內，中子的產生速率除以該體積元。核反應和電離輻射的量。SI單位：

/s(每秒立方米)。以速度或能量表示的分布函式S_v或SE與S的關係為：S=∫S_vdv=∫SEdE。

相關概念

中子注量率

中子數密度與中子速度的乘積稱為中子注量率，表示單位體積內所有的自由中子在單位時間內飛行的總距離。

核反應率密度

中子注量率與巨觀截面的乘積稱為中子與核反應率密度，它表示單位時間、單位體積內的自由中子與原子核發生反應的數目。

中子流密度

單位時間內垂直地流過平面單位面積的淨中子數稱為中子流密度，它表示自由中子在介質中流動強弱的情況。

反應堆周期

反應堆內中子密度變化e倍所需要的時間，亦稱反應堆時間常數。

，其中，No為t=0時的中子密度，T為反應堆周期，是反應堆運行要監測的重要的動態參數。反應堆周期與反應性的關係可用倒時公式表示(見反應堆動態學)。當反應堆內中子密度不隨時間改變，保持常數，即反應堆穩定功率運行，功率不變時，反應堆周期為無窮大。為了實際測量方便，在反應堆運行中，常套用反應堆倍周期T倍(doubling time)概念，即反應堆內中子密度增加一倍的時間。

，所以Tb=_Tln2=0.693T。

中子擴散

當反應堆超臨界時，存在著一次允許釋放的反應性量，如壓水堆的約為2×10(△k/k)，與此相應的反應堆周期值為保護限值，如對壓水堆約為15s。反應堆主控制室內裝設有反應堆周期測量與保護的儀器儀表，超過此限值則給出信號報警並保護動作。

在介質內，中子通過與原子核的相繼碰撞散射趨向由高密度區遷移至低密度區的現象，是核裂變反應堆和某些中子實驗裝置內中子空間運動的基本現象。

中子在介質中運動的問題是一個非常複雜的問題。但是如果對介質和中子作以下簡化假設：介質是無限的，介質是均勻的，因此所有截面都是常數，與位置無關；介質中沒有外中子源；在實驗室坐標系中散射是各向同性的;中子注量率是位置的緩慢變化的函式；中子注量率不隨時間變化；那么，就可得到關係式J=-Dgradα，式中J為中子流密度；α為中子注量率；D為中子擴散係數。從上式可見，中子流密度與中子注量率負梯度成正比關係。這一關係在形式上與用於描述液體和氣體分子擴散現象的斐克定律相同，因此也稱為斐克定律。儘管在推導斐克定律時做了若干假定，從而使得該定律不是一個完全精確地描述中子空間運動的定律，但是由於該定律已反映了中子擴散的基本現象，加上表述中子流密度和中子注量率之間關係的簡單性，使該定律成為初等擴散理論的基礎。