核反应堆慢化材料

核反应堆慢化材料(nuclear reactor moderator material)
使核裂变反应产生的快中子减速而引入活性区的核反应堆材料。又称核反应堆慢化剂。核反应堆根据所利用的中子能量分成3种类型：快中子堆、中中子堆、慢(热)中子堆。快中子堆利用的中子能量与裂变反应释放的中子能量相同(平均为2MeV)，故无需在堆活性区设置慢化材料；而对其他两种堆型，为了提高中子与核燃料发生核裂变反应的几率，要求将快中子慢化成超热或热中子。例如对热中子堆要求中子能量小于1eV，因此，必须向堆活性区引入减低快中子能量的慢化材料。
要求 对慢化材料的主要要求是：优良的中子慢化能力；良好的导热性能和抗辐照稳定性；密度高；与活性区其他材料相容性好。对液态慢化材料还要求在室温下处于液态和高温下蒸汽压低；对固体慢化剂还要求有较好的结构强度和便于加工成形。
中子慢化能力是对慢化材料最主要要求，慢化材料对中子的减速过程取决于中子与慢化元素发生非弹性散射的几率。慢化元素愈轻，与中子发生非弹性碰撞的几率愈大，中子在非弹性碰撞后将部分能量转移到慢化材料上，一般用中子散射截面代表材料的慢化能力。从另一方面又要求，慢化材料吸收中子的部分能量后，又不能将中子吸收俘获，否则对维持活性区有效中子数量不利。因此，优良的慢化材料要求具有高的中子散射截面和低的中子吸收截面，一般可用二者的比值(慢化率)来表征。核反应堆中常用慢化材料的物理性能列于表。