CHƯƠNG 5: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
5.1.1 Tiết diện hiệu dụng vi mô (tiết diện vi mô)
Trong một khoảng thời gian, một chùm tia neutron đơn năng cường độ I được bắn tới bia. Trong 1cmP
2
P
, có hàng tỉ hạt nhân và hàng triệu neutron. Tiết diện vi mô của vật liệu làm bia được tính theo công thức sau:
A NI x
σ =
∆ (5.1)
Hình 5.1 Tiết diện hiệu dụng vi môP
[3]Trong đó: Trong đó:
σ là tiết diện vi mô của vật liệu làm bia – diện tích hiệu dụng trung bình của mỗi hạt nhân đối với neutron đến, đơn vị: cmP
2
P
/hạt nhân.
A là số hạt nhân bị va chạm và chuyển đổi (hay còn gọi là số tương tác xảy ra). I là cường độ chùm tia neutron, đơn vị: neutron/(cmP
2
P
.s).
N là mật độ hạt nhân (hay nguyên tử) trong bia, đơn vị: hạt nhân/cmP
3P P . x ∆ là bề dày bia (cm). Tỉ số A
I x∆ chính là tỉ lệ những neutron đến tương tác với hạt nhân. Chùm tia neutron
đơn năng cường độ I
Tiết diện vi mô σ
bia Diện tích S
Tỉ số A
NI x∆ cho ta biết diện tích trung bình mà mỗi hạt nhân tham gia vào phản ứng.
Đơn vị tiết diện vi mô:thường dùng đơn vị barn (1 b = 10P
-24 P P cmP 2 P )
Vì mỗi neutron có thể được hấp thụ hoặc tán xạ nên tiết diện của vật liệu được chia làm hai loại: tiết diện tán xạ vi mô σs(gồm tiết diện tán xạ đàn hồi σe và không đàn hồi σin) và tiết diện hấp thụ vi mô σa.
Tiết diện vi mô của vật liệu là một tính chất rất quan trọng. Nếu tiết diện hấp thụ của vật liệu quá cao, sẽ có nhiều neutron bị mất dẫn đến hiệu suất phản ứng dây chuyền giảm. Chất làm chậm tốt là vật liệu có tiết diện tán xạ lớn và tiết diện hấp thụ nhỏ - làm giảm vận tốc của neutron một cách hiệu quả mà không hấp thụ neutron, giúp duy trì một lượng lớn neutron nhiệt để phân hạch hạt nhân nhiên liệu.