КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ НЕЙТРОНОВ

По определению коэффициент использования тепловых нейтронов для гомогенной среды есть вероятность тепловому нейтрону поглотится в топливе

(75)

где - относительный захват нейтронов в замедлителе. Поэтому, для водяного замедлителя, у которого , что много больше, чем для графитового или тяжеловодного замедлителя, величина q ниже. С ростом разбавления топлива q падает. Величина q может быть записана в следующем виде

. (76)

где - разбавление размножающей среды,

- микросечение поглощения топлива.

Сами микросечения, а именно, , получаются путем усреднения по спектру тепловых нейтронов

(77)

Если бы функциональная зависимость сечений от энергии для всех нуклидов была бы одинаковой, то отношение средних сечений не зависело бы от спектра тепловых нейтронов. Для большинства замедляющих и конструкционных материалов то есть изменяется обратно пропорционально скорости нейтронов. Однако, для делящихся нуклидов, имеющих резонансы в тепловой области, эта зависимость отличается от закона , поэтому q зависит не только от разбавления, но и от температуры нейтронного газа, которая всегда выше, чем температура замедлителя. Наиболее сильно q зависит от температуры нейтронного газа для топлива, содержащего ²³⁹Pu или ²⁴¹Pu, у которых имеется сильный резонанс в сечении при энергии нейтронов =0.3 эВ. Поэтому, с повышением температуры среды растет и температура нейтронного газа, а, следовательно, и величина среднего сечения поглощения в топливной композиции, что в свою очередь вызывает уменьшение величины и рост q. Следовательно, q будет расти с температурой среды. Это имеет очень важное, но неприятное значение для безопасности реакторов. В случае аварийного нарастания нейтронного потока температура размножающей среды растет. Это, с одной стороны, приводит к увеличению резонансного поглощения и уменьшению j, а с другой стороны, будет возрастать q, что может привести к росту коэффициента размножения нейтронов. Кроме того, с ростом температуры размножающей среды плотность замедлителя падает, то есть разбавление С также уменьшается, что также приводит к росту q, а следовательно и K_¥ (так называемая положительная обратная связь).