吸收截面

吸收截面是吸收過程的機率的量度，指入射粒子被靶核吸收的機率，為總截面與散射截面之差。具體解釋就是一種運動中的粒子（或粒子系統）碰撞另一種靜止粒子（或粒子系統）時，如果在單位時間內通過垂直於運動方向單位面積上的運動粒子數為一，靜止粒子數也為一，則單位時間發生碰撞併合並為新核的幾率稱為吸收截面。

基本介紹

• 中文名：吸收截面
• 外文名：Absorption cross section
• 學科：反應堆物理分析
• 其他領域：原子核物理
• 相關概念：共振吸收

相關簡介

吸收截面指入射粒子被靶核吸收的機率，為總截面與散射截面之差，符號為σ_a。

可由吸收係數除以沿入射方向上單位體積的吸收介質中所含分子的數目求得，σ大部分情況下稱為微觀截面，它與靶核的性質和中子能量有關：

σ=-∆I/(I·N∆x)

式中，-∆I/I為平行中子束與靶核發生作用的中子所占的份額，N∆x是對應單位面積上的靶核數。

以不同的腳標來表示不同核反應的截面，如下標，s,e,in,γ,f,a,t 分別表示中子與原子核相互作用的散射，彈性散射，非彈性散射，輻射俘獲，裂變，吸收和總的反應截面，所以σ_a表示吸收截面。

吸收截面的量綱和面積相同。截面的幾何意義是：當兩個微觀粒子（或粒子系統）碰撞合併時，如果把其中一個看作是點粒子，把碰撞時的相互作用等效成某種極短程的接觸作用合併時，吸收幾率應正比於沿運動方向來看另一粒子（或粒子系統）等效的幾何截面，這個幾何截面就是吸收截面。

套用

在反應堆中，中子被重核（如U238核）吸收的難易程度由微觀吸收截面來衡量：

在低能區（E<1eV），微觀吸收截面與能量開方的倒數成正比，對於多數輕核，在中子能量從熱能一直到幾個keV甚至MeV的區間內，其吸收截面都近似的按1/v（中子速率）規律變化，對於重核核中等質量核，由於低能區由共振吸收作用發生，其吸收截面就會偏離1/v規律；

在中能區（1eV<E<0.1MeV），對於重核，如U238核，在共振區內，某一能量附近的小隔間內，吸收截面突然變得特別大，即出現強烈的共振吸收現象，所以中能區的中子稱為共振中子；

在高能區，隨著中子能量的增加，共振峰間距變小，共振峰開始重疊，一直不再能夠分辨，微觀吸收截面隨著能量的變化，雖然有一定的起伏，單邊的緩慢平滑了而且截面數值很小。