在一般情況下，可裂變核發射出的中子的飛行速度比其被其它可裂變核的捕獲的中子速度要快，因此為了產生鏈式反應，就必須要降低中子的能量，用來降低中子能量的物質就是慢化劑。重水慢化劑，中子-內部結構模型圖用於熱中子反應堆內，使裂變產生的快中子減速為熱中子，從而提高裂變反應的幾率。對慢化劑的要求是對中子有較高的散射截面和低的吸收截面。
基本介紹
- 中文名：重水慢化劑
- 外文名：heavy-water moderator
- 學科：工程技術
- 類型：核能術語
- 慢化劑：輕水、重水、石墨
- 作用元素：碳元素、氫元素
重水,慢化劑,慢化原理,慢化能力和慢化比,
重水
氘和氧組成的化合物，分子式
，相對分子質量20.0275，比水（
）的相對分子質量18.0153高出約11%，因此叫做重水。在天然水中，重水的含量約占0.02%。由於氘與氫的性質差別極小，因此重水和普通水也很相似。重水的離子積常數為
。
慢化劑
用於熱中子反應堆內，又稱中子減速劑，使裂變產生的快中子減速為熱中子，從而提高裂變反應的幾率。 對慢化劑的要求是對中子有較高的散射截面和低的吸收截面。常用的慢化劑是輕水、重水和石墨。
慢化原理
中子慢化是通過原子核與中子之間的碰撞來實現的。裂變中子經過與材料核的碰撞，能量很快降到非彈性散射閾能以下，熱中子堆的中子慢化過程以彈性散射為主。快中子與慢化劑材料核發生彈性散射，動量、能量均守恆，碰撞後中子能量降低，常以中子平均對數能降來表示中子能量降低的程度。經過多次彈性散射之後，快中子就慢化為熱中子。
慢化能力和慢化比
石墨中的碳元素，以及水中的氫元素都能起到慢化作用，因此通常用於熱中子反應堆慢化劑的有三種材料。
輕水是含氫物質，慢化能力大，價格低廉，但吸收截面較大，對金屬有腐蝕作用，易發生輻射分解。
重水的吸收截面小，並可發生（γ，n）反應而為鏈式反應提供中子；缺點是價格昂貴，還要細心防止泄漏損失、污染和與氫化物發生同位素交換。
石墨的吸收截面低於重水，但價格便宜，又是耐高溫材料，可用於非氧化氣氛的高溫堆中。此外，還可用碳氫化合物、鈹等作慢化劑材料。鈹的慢化能力比石墨好，用它作慢化劑可縮小堆芯尺寸，但鈹有劇毒、價格昂貴、易產生輻照腫脹，故使用受到限制。
此外，還可用碳氫化合物、鈹等作慢化劑材料。鈹的慢化能力比石墨好，用它作慢化劑可縮小堆芯尺寸，但鈹有劇毒 、價格昂貴、易產生輻照腫脹，故使用受到限制。
不同材料的慢化能力和慢化比
