在可控热核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与H核碰撞减速,在石墨中与
C核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰,通过计算说明,仅从一次碰撞考虑,用重水和石墨作减速剂,哪种减速效果更好?
在可控热核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与H核碰撞减速,在石墨中与
C核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰,通过计算说明,仅从一次碰撞考虑,用重水和石墨作减速剂,哪种减速效果更好?
答案:重水减速效果更好
解析:设中子质量为Mn,靶核质量为M,由动量守恒定律:
Mnv0=Mnv1+Mv2①
由能量守恒:
Mnv
=
Mnv
+
Mv
②
解得:v1=v0
在重水中靶核质量MH=2Mn
v′=v0=-
v0③
在石墨中靶核质量:
MC=12Mn,
v′=v0=-
v0④
与重水靶核碰后中子速度较小,故重水减速效果更好.