Techniklexikon

Neutronendiffusion

Kernphysik, Transportverhalten monoenergetischer, meist thermischer Neutronen im Medium. Der stationäre Fall wird als differentielle Bilanzgleichung der Flussdichte durch

unter der für thermische Neutronen realistischen Annahme fehlender Energieabhängigkeit, isotroper Medien und Quellen der Stärke S(r) beschrieben. Der Diffusionskoeffizient D bestimmt sich bei isotroper Streuung zu  (S_t: makroskopischer totaler Streuquerschnitt). Der Sonderfall einer punktförmigen Neutronenquelle führt auf die Lösung

was eine Diffusionslänge von  (: makroskopischer Absorptionsquerschnitt) bedeutet. Für ein homogenes Kernbrennstoff-Moderator-Gemisch bestimmt sich ein kritischer Radius R₀ aus der transzendenten Gleichung

 

von dem ab ein lawinenartiges Anwachsen der Flussdichte als Folge der Kettenreaktion erfolgt.