在可控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21H核碰撞减速,在石墨中与126C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?
解:设中子质量为mn,靶核质量为m
由动量守恒定律:mnv0=mnv1+mv2
由能量守恒:
解得:
在重水中靶核质量:mH=2mn,v1H=
在石墨中靶核质量:mC=12mn,
与重水靶核碰后中子速度较小,故重水减速效果更好