Meccanica delle collisioni elastiche. Legge di dispersione

domenica, Dicembre 13th, 2020

Appunti ed esercizi di Fisica del Reattore nucleare elaborati dell'ing. Giorgio Bertucelli.

Il rapporto dell'energia neutronica dopo l'urto - E₂ - a quella prima dell'urto - E₁ - è stato ottenutocome funzione della massa A del nucleo e dell'angolo di dispersione θ nel sistema del centro di massa, ipotizzando collisioni perfettamente elastiche.

Se una legge empirica di dispersione è specificata in termini di una distribuzione di probabilità per dispersione come una funzione dell'omonimo angolo, una distribuzione corrispondente di energia cinetica neutronica può essere ottenuta per mezzo di questa equazione.

Sperimentalmente si trova che la dispersione di neutroni con energia inferiore a qualche MeV è isotropa nel sistema del centro di massa. Questa è la legge empirica di dispersione che sarà postulata nel complesso della discussione seguente.

Assumendo la dispersione isotropa e restando nel sistema del baricentro la probabilità che un neutrone sia disperso entro un elemento di angolo solido dΩ corrispondente ad un elemento conico situato tra gli angoli Ω e Ω+dΩ, è...

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Meccanica delle collisioni elastiche (fisica del reattore nucleare)

venerdì, Dicembre 11th, 2020

meccanica delle collisioni elastiche,reattori veloci,reattori lenti

Appunti ed esercizi di Fisica del Reattore nucleare elaborati dell'ing. Giorgio Bertucelli.

Classificazione dei reattori a fissione nucleare

I reattori a fissione nucleare si dividono in due grandi categorie: reattori veloci e reattori lenti. Si definiscono reattori veloci i reattori in cui la fissione nucleare è provocata dalla collisione contro nuclei di isotopi di Uranio o Plutonio, di neutroni ad elevata energia cinetica, dell'ordine dei MeV.

Si definiscono reattori lenti i reattori in cui la fissione nucleare è provocata dalla collisione contro nuclei di isotopi di Uranio o Plutonio, di neutroni a bassa energia cinetica, dell'ordine degli eV - simile a quella di atomi o molecole di un gas che si trovi a temperatura ambiente. Per questo motivo tali reattori si chiamano anche reattori termici.

Il rallentamento di neutroni veloci è dovuto quasi interamente alla dispersione o diffusione (scattering) elastica subita dai neutroni per effetto di collisioni con i nuclei di un mezzo moderatore (acqua, grafite, acqua pesante).

Applicheremo i principi di conservazione dell'energia e della quantità di moto.
Siano:
A = numero di massa del nucleo del moderatore = protoni + neutroni
Z = numero atomico del nucleo del moderatore = protoni

n= 1 = massa del neutrone
p= 1 = massa del protone.
Nel sistema del baricentro o del centro di massa si ha....

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