Techniklexikon

Vierfaktorenformel

Kernphysik, Formel für die Neutronenbilanz bei der Kettenreaktion in einem thermischen Kernreaktor. Die Neutronenvermehrung bei Kernspaltungen im Reaktor kann für ein idealisiertes, räumlich unendlich ausgedehntes Medium durch den aus vier Faktoren bestehenden Multiplikations- oder Vermehrungsfaktor  ausgedrückt werden, der das Verhältnis der Neutronendichten in zwei aufeinanderfolgenden Generationen von Kernkettenreaktionen angibt. Darin bedeuten h die Anzahl der entstehenden schnellen Neutronen pro absorbiertem thermischem Neutron, e (Schnellspaltfaktor) die Anzahl der schnellen Neutronen, die weitere Kernspaltungen hervorrufen können, bevor sie durch den Moderator abgebremst werden, p (Resonanzentweichwahrscheinlichkeit) die Wahrscheinlichkeit, dass die Spaltneutronen weder vom Moderator noch vom Kernbrennstoff eingefangen werden, f (thermische Nutzung) die Wahrscheinlichkeit, dass die thermischen Neutronen wieder absorbiert werden. Für eine sich selbst unterhaltende Kettenreaktion muss k > 1 sein.

Bei der Neutronenvermehrung im Reaktor mit realem begrenztem Medium treten noch zwei weitere Faktoren hinzu, die die Neutronenverluste durch die Oberfläche während des Abbremsprozesses und während der thermischen Diffusion berücksichtigen. Anstelle von k ergibt sich in diesem Fall der effektive Multiplikationsfaktor k_eff.