Q&A 中子注量率、中子通量

Q:中子注量率和中子通量有區(qū)別嗎?

A:在中子物理學的范疇,二者是同一個物理概念,即:中子數(shù)密度與中子平均速度之乘積。

Q:為何要改名?

A:嚴格來說,中子通量是曾用名。由于有些人認為其詞不達意,所以新的學術(shù)規(guī)范里修改為中子注量率。這也曾引起很多老同志們的不解,成了老同志和新同志的分水嶺。就好比化學上有一個詞原本叫惰性氣體,后來被改為了稀有氣體。70后習慣稱惰性氣體,80后稱惰性氣體或稀有氣體的都有,90后就幾乎就都稱為稀有氣體。一個簡單的學術(shù)名詞就可以看到歷史的變遷和歲月的留痕。

Q:為何詞不達意?

A:根據(jù)術(shù)語在線 (www.termonline.cn),中子注量率 (neutron fluence rate)的定義為:單位時間內(nèi)進入以空間某點為中心的適當小球體的中子數(shù)除以該球體的最大截面積的商,也等于該空間點中子數(shù)密度與中子平均速度之乘積 (見載 《電力名詞》第二版)。

從概念的用途來說,中子注量率主要是用來計算核反應率的,因此需要統(tǒng)計空間某點上 (被235U占據(jù)),單位時間內(nèi)接收到的任何方向進入以該點為中心的小球體內(nèi)的中子數(shù)目,因為這些中子都有可能引發(fā)核反應。這里的關(guān)鍵是以任何方向撞擊235U原子核均可以引發(fā)核反應,如下左圖所示。

為什么是除以該球體的最大截面積而不是除以球體的表面積?如果除以球體的表面積,那就是物理學上通量的含義了。球面積和截面積顯然是兩個不同的概念,如上右圖所示。

計算核反應率的時候,還要用到另外一個概念:微觀截面。微觀截面是按照截面而非球面的方式定義的,所以中子注量率也需要按照截面的方式來定義,否則就需要在前面乘上一個系數(shù)了。

以上的含義,在 “通量”這個通用的數(shù)學和物理學名詞里面是不能表達的。而用注量率更能表達來自四面八方的含義,于是就進行了更新。現(xiàn)在的中文版反應堆物理教科書已經(jīng)統(tǒng)一為中子注量率。

來源:微信公眾平臺 “核能科普ABC”

供稿人:俞冀陽