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三群中性子束と断面積 軽水炉中の中性子束のエネルギー分布は、図は容易に入手できるが、数値データは簡単にはみつからないようである。 Braz. J. Phys. vol.39 no.1 Sao Paulo Mar. 2009 このサイトから実験用の軽水炉の中性子束が数値で記載されている。
この表は、古典的かつ独特の表記が目立つ。例えば、小数点をドット(.)ではなく、コンマ(,)で記述したり。掛け算を表す中点(・)をドット（.）で代替している。また、エネルギー領域の大小記号（>や<）も何を意味しているのか即座にはわかりにくい。エネルギー単位もMeVを用いているのは、原子炉の専門家というよりも原子核物理の専門家の匂いが強い。この表をもう少し見やすくする。
ここでは、熱領域、熱外領域、高速領域の３つにまとめる。熱領域は0.56[eV]以下、熱外領域を0.56[eV]から50万[eV]、高速領域50万[eV]以上、の3つに纏めると、下のようになる。
中性子束の合計は原子炉の出力で決まる。ここでは、出力と無関係になるように合計が１になるように規格化（ノーマライズ）する。
この表では、中性子エネルギーの昇順で並べられている。これは、一般常識に適った表記であるが、原子炉理論では、降順に並べる。
これは、中性子は散乱では減速されるのみで、加速されることが無い。高速領域→熱外領域→熱領域と変化し、熱外領域→核分裂領域とエネルギーが増えることは原則的にはありえないからである。 熱領域で核分裂を起こした中性子は高速領域になるので、熱領域→高速領域の変化と見なすこともできなくはないが、これは散乱ではなく核分裂反応なので別物として扱う。このように、高速領域から順次落ちていくイメージを降順で並べて表している。この中性子束を絵にすると、以下のようになる。
Xe-133、Cs-133、Cs-134の(n,γ)反応断面積は、それぞれ70.24、19.20．52.42[b]となる。 Cs-133を例に説明する。簡易な方法では、高速領域中性子束0.2236は核分裂中性子分布(青)の面積とする。熱外領域の0.3713はピンクの領域の面積、熱領域の0.4051は赤の面積とすると、 0.2236×0.0518＋0.3713×396.20／ln(1E+5/0.5)+0.4051×25.77=19.20 19.20（b）が、上図の中性子束で積分した断面積となる。これを一群断面積と言う。ここで言う断面積は、微視的断面積なので本来、物質に固有の値であるが、中性子のエネルギー分布が変ると一群断面積は変ってくることに注意しておく必要がある。 この方針では、高速領域、熱外領域、熱領域で重なる部分が出てくる。正解は、この重なりを補正しなければならない、正解は、ここに紹介するが、結果はあまり変らない。 次は、熱出力300万KWのときの中性子束を求める方法を紹介する。 出力と中性子束 へ |
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