链式核反应：中子倍增与控制

反应堆核心模拟

铀-235 核

中子

裂变碎片

控制棒（中子吸收体）

动画速度 1.0x

初始中子数 3

每个裂变产生中子数 2.4

中子逃逸概率 10%

控制棒插入深度 50%

倍增系数 (k)

1.00

临界

当前中子数

总裂变次数

模拟功率

铀-235原子核吸收一个中子后变得不稳定，分裂成两个中等质量的原子核（裂变碎片），同时释放出大量能量和2-3个新的中子。这些新中子又能引发周围其他铀核的裂变，从而形成自持的链式反应。

倍增系数k = 新一代中子数 / 上一代中子数：
• k = 1 (临界)：反应稳定进行，中子数保持不变
• k > 1 (超临界)：反应加速，中子数指数增长
• k < 1 (次临界)：反应衰减，中子数逐渐减少

控制棒由镉、硼等强中子吸收材料制成。通过调节控制棒插入反应堆的深度，可以改变中子的吸收率，从而精确控制倍增系数k值，实现反应堆的启动、功率调节和安全停堆。