Величину, обратную величине транспортного смещения

_tr = 1/_tr, (5.3.4)

по аналогии с величиной макросечения рассеяния называют транспортным макросечением среды.

Транспортное смещение и транспортное макросечение являются таки­ми же нейтронно-физическими характеристиками веществ и сложных сред, как и любые другие макросечения. Более того, кинетическая теория стро­го доказывает взаимосвязь транспортного смещения и средней длины сво­бодного пробега нейтрона между рассеяниями:

_tr = _s/(1-), (5.3.5)

где  - известная нам характеристика анизотропии ядер - средний косинус угла рассеяния. Из (5.3.5) следует и очевидная взаимосвязь со­ответствующих макросечений:

_tr = _s(1 -). (5.3.6)

- то есть, по существу, транспортное макросечение - это макросечение рассеяния вещества, скорректированное с учётом анизотропии рассеяния на ядрах этого вещества.

И, поскольку тяжёлые ядра рассеивают нейтроны практически изот­ропно (  0), то для них _tr  _s, в то время как у лёгких ядер вели­чина _tr существенно меньше величины _s. (Например, для ядер водорода _н = 0.667 и _tr  _s/3, а для ядер графита _с = 0.0556 и _tr  0.944 _s).

5.3.4. Длина замедления и возраст нейтронов в среде. Дадим внача­ле строгое определение понятию средней длины замедления:

Средняя длина замедления нейтронов до произвольного уровня энергии Е - l_з(Е) - это среднестатистическое пространственное смещение нейтрона в процессе его замедления от начальной энергии Е_о, с которой нейтрон рождается в делении, до данной энергии Е (в частности, - до уровня энергии сшивки Е_с, если речь идёт о полной длине замедления нейтрона до теплового уровня - l_з(Е_с)).

При замедлении одиночного нейтрона частные (не средние!) величины пространственных смещений нейтронов в процессе замедления схематически представить нетрудно (рис.5.7).

Путь, проходимый нейтроном при замедлении от энергии Е₀ до энергии Е_с

Точка рождения БН Точка, где энергия

нейтрона стала

ниже Е_с

Частное смещение данного нейтрона (по прямой) при замедлении до Е_с

Среднеквадратичное значение этой величины – и есть длина замедления.

Рис.5.7. Графическое пояснение понятия длины замедления.

Рожденный в делении быстрый нейтрон, испытывая серию последова­тельных рассеяний, проходит в среде путь в виде ломаной линии, отрезки которой представляют собой пространственные смещения нейтрона между ак­тами двух последовательных рассеяний. В процессе замедления из-за случайного характера рассеивающих соударений с ядрами среды нейтрон может удаляться от точки своего рождения или приближаться к ней, но в любом случае величина пространственного смещения каждого нейтрона при замед­лении до любой энергии Е - своя, у разных нейтронов эти величины могут сильно отличаться. Однако среднее значение этой величины при рассеянии больших количеств замедляющихся нейтронов в среде, тем не менее, должно быть физической константой этой среды, т.к. влиять на процесс пространственного переноса нейтронов, управлять им с определённой законо­мерностью, кроме среды, больше некому.

Вопрос в том, как усреднять величину пространственных смеще­ний множества нейтронов: брать ли среднеарифметическую их величину или среднестатистическую (среднеквадратичную)?

Как показали физические эксперименты, с действительностью согласуется именно среднеквадратичная величина смещения нейтронов в процессе замедления:

. (5.3.7)

В кинетической теории доказательно выводится связь средней длины замедления с другими характеристиками замедляющих свойств среды:

, (5.3.8)

где С_s(E) = (ln E_o/E)/ - число рассеяний, необходимое для замед­ления нейтрона от начальной энергии Е_о до данной энергии Е (п.5.2.5).

В теории реакторов чаще используется не сама величина средней дли­ны замедления, а шестая часть квадрата её, названная Ферми возрас­том нейтронов в среде при энергии Е.