Diskussion:Neutronenfluss/Archiv

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[[Diskussion:Neutronenfluss/Archiv#Thema 1]]

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https://de.wikipedia.org/wiki/Diskussion:Neutronenfluss/Archiv#Thema_1

Maßeinheiten (erledigt)

Hallo, es wäre schön wenn jemand noch die passenden physikalischen Einheiten für die Messgrößen einfügen könnte. Außerdem finde ich es unklar ob Neutronenfluss oder Neutroneflussdichte die folgende Dimension hat: (Anzahl Neutronen) /(Fläche *Zeit) mfg.--Boris0 11:50, 18. Jul. 2008 (CEST)

Erledigt. --UvM (Diskussion) 16:13, 21. Okt. 2012 (CEST)

Vorschlag zur Neufassung

Der erste Satz im Artikel Neutronenfluss ist leider falsch. Hier wird Neutronenflussdichte mit Neutronenstromdichte verwechselt. Außerdem kann man physikalische Größen nicht mit Einheiten definieren, siehe Norm DIN 1313.

Der zweite Satz enthält einen richtigen Kern, folgt aber leider nicht aus dem ersten. Ich würde vorschlagen, den ersten Satz zu streichen und zu beginnen mit:

Die üblicherweise Neutronenfluss genannte physikalische Größe ist das Produkt aus der Neutronenanzahldichte (Anzahl der freien Neutronen in einem Raumbereich geteilt durch das Volumen des Raumbereichs) und dem Mittelwert der Beträge der Geschwindigkeiten der Neutronen in diesem Raumbereich. In der deutschsprachigen kerntechnischen Fachliteratur ist auch der Name Neutronenflussdichte verbreitet. Der Neutronenfluss ist eine skalare Größe.

Den Satz mit der gedachten Kugel würde ich ganz streichen. Ich möchte in einen Wikipedia-Artikel keine Polemik hineintragen. Deshalb nur hier dazu folgendes: Entsprechend üblicher physikalischer Namensgebung sind Fluss oder Strom immer Eigenschaften einer Fläche (durch die etwas fließt oder strömt). Flussdichten und Stromdichten sind immer vektorielle Größen. Deshalb kann es sich bei der Größe Neutronenfluss, weil für ein Raumelement definiert, nicht um einen Fluss handeln, s. dazu auch J. J. Duderstadt, L. J. Hamilton, Nuclear Reactor Analysis, John Wileys & Sons, New York, 1976, p. 106.

Aber Neutronenfluss ist nun einmal der weltweit etablierte Name. Wer in Deutschland (nur dort ist das verbreitet) dann daraus noch eine Neutronenflussdichte gemacht hat, würde mich ernstlich interessieren, und warum der Name Neutronenflussdichte in der Norm DIN 25401-1 (Begriffe der Kerntechnik) kritiklos übernommen wurde.

Das ist mein Vorschlag, den ich gern mit anderen diskutieren möchte, bevor ich den Artikel ändere und erweitere. --Roderich Kahn (Diskussion) 18:07, 26. Sep. 2014 (CEST)

Hallo Roderich,

nein, der erste Satz ist nicht falsch. Er stimmt mit dem überein, was man in den üblichen Lehrbüchern findet. Neutronenstrom und Neutronenfluss unterscheiden sich (nach der meistverbreiteten Terminologie) durch die Richtungsabhängigkeit: im Zentrum eines völlig symmetrischen Kernreaktors ist z.B. der Neutronenstrom gleich Null, der Neutronenfluss nicht. Und nirgends wird eine Größe "mit Einheiten definiert" -- da hast du wohl zu flüchtig gelesen.

Die Definition mit der gedachten Kugel steht z.B. im Lehrbuch von Beckurts/Wirtz.

In einer Liste bisher nicht erledigter Physik-Qualitätssicherungs-Aufgaben, siehe Wikipedia:Redaktion_Physik/Qualitätssicherung/Unerledigt/2014#Flussdichte.2CStromdichte.2C_Fluss_.28Physik.29, ist das Problem dieser Bezeichnungen andiskutiert worden. Möchtest du dort weiteres beitragen? Die QS-Seiten werden von etlichen kundigen Physikern beobachtet, jedenfalls mehr als diese Diskussionsseite hier. Gruß, UvM (Diskussion) 23:18, 1. Okt. 2014 (CEST)

Hallo UvM,

für Deine prompte Antwort herzlichen Dank. Seit dem ersten Artikel "Neutronenfluss/Neutronenflussdichte" im Jahr 2005 suche ich Diskussionspartner zu diesem Artikel. Wie Du siehst, habe ich den Artikel nicht munter drauflos geändert, denn jeder Physiker weiß, wie schnell er sich irrt, und ich bin Physiker.

Ist der erste Satz richtig? Für heute nur so viel. Die im Artikel nur verbal gegebene Definitionsformel für die "Neutronenfluss" genannte Größe ist $\varphi =n\cdot v$, und ich schreibe mal die Formel für die Neutronenstromdichte dazu ${\vec {j}}=n\cdot {\vec {v}}$. Ein gut Teil des Geschäfts der Reaktortheorie besteht nun darin, insbesondere die Größe $\varphi$ für einen ganz realen Reaktor in möglichst vielen Volumenelementen (und angemessenen Geschwindigkeitsintervallen > Energiegruppen) zu berechnen.

Wie Du an den Formeln siehst, ist $\varphi$ ein Skalar und ${\vec {j}}$ ein Vektor. Deine Anmerkung "im Zentrum eines völlig symmetrischen Kernreaktors ist z. B. der Neutronenstrom gleich Null, der Neutronenfluss nicht" ist völlig richtig. Und nicht nur dort, auch an allen (geometrischen) Spiegelebenen des Reaktors. $\varphi$ besitzt diese Symmetrie ebenfalls, weshalb wir auch nicht den ganzen Reaktor berechnen müssen, sondern nur den Symmetriesektor. Nur sagt das nichts über den ersten Satz aus. Was ist also der Knackpunkt? Von einem Skalar wie $\varphi$ lässt sich kein Oberflächenintegral bilden, es ist schlichtweg nicht definiert. Das hast Du in Deiner QS-Diskussion völlig zu Recht thematisiert.

Es gibt auch einen physikalisch-plausiblen Grund, dass es kühn ist, zu meinen, die Größe $\varphi$ hätte etwas mit irgendeiner Fläche zu tun, durch die Neutronen fliegen, nur weil $\varphi$ und ${\vec {j}}$ gleiche Dimensionen besitzen. Was durch eine Fläche fliegt, sagt uns die Stromdichte, denn mit einem Vektor lässt sich ein Oberflächenintegral bilden, das wir "Strom" nennen. Die Größe $\varphi$ ist einer von drei Faktoren (Wirkungsquerschnitt und die Anzahldichte der Teilchen, die keine Neutronen sind, im günstigsten Fall U-235-Kerne), mit denen im Raumbereich die Reaktionsratendichte berechnet wird.

Die Unterscheidung der Neutronen nach Flugrichtung und Geschwindigkeit (Energie) im Raumelement ist das Geschäft der Transportprogramme, ob deterministisch oder Monte-Carlo-Programm. Die nehmen wir irgendwann später hinzu. Aber eben nur im Raum spielen sich Kernreaktionen ab, und nicht an einer Fläche. Neben mir auf meinem Schreibtisch liegen die "Elementare Neutronenphysik" von Wirtz und Beckurts von 1958 (also der Vorgänger des von Dir zitierten Buchs) und ein Stapel anderer Reaktorphysiklehrbücher. Wirtz und Beckurts (und die anderen Lehrbuchschreiber) benennen reaktorphysikalische Größen so, wie es in der Community üblich ist. Nur ein Autorenpaar (ich habe dazu ca. 50 entsprechende Lehrbücher und Monographien bisher durchgesehen), hinterfragt den Namen Neutronenfluss, und das sind Duderstadt und Hamilton, die ich bereits oben zitiert habe. Ihr Ergebnis lautet: Neutronenfluss ist überhaupt kein Fluss. Trotzdem bleibt auch ihnen gar keine andere Wahl, als beim einmal eingeschliffenen Namen zu bleiben.

Zusammengefasst: Die "Neutronenfluss/Neutronenflussdichte" genannte physikalische Größe trägt ihren Namen zu Unrecht, also ist weder der Name Fluss noch Flussdichte aus physikalischer Sicht richtig. Nichts war gewonnen, als deutsche Kerntechniker den Namen Neutronenflussdichte aus dem Hut gezaubert haben. Das hat zur Folge, dass auf der Wikipedia-Seite über den Ort des größten Neutronenflusses in Deutschland, Garching (aufgerufen am 4.10.2014), die Namen Neutronenfluss und Neutronenflussdichte für ein und dieselbe Größe hübsch beieinander stehen. Mittelmäßig geschäftsschädigend! Du hast also völlig Recht, wenn Du in Deinem Diskussionsbeitrag zum Artikel Fluss (Physik) schreibst, "dass "Neutronenfluss" eben kein Fluss im Sinne dieses Artikels ist."

Das erklärt auch, warum ich mich auf der Seite Fluss (Physik) bis heute nicht geäußert habe. Es gibt einen Spezialfall, wo $|{\vec {j}}|=\varphi$ (auch für Mittelwerte) gilt, und zwar dann, wenn ein homogener, monoenergetischer Strom auf ein senkrecht in den Strahl gestelltes Target trifft (Standardfall im kernphysikalischen Experiment). Dann gilt sogar der erste, der von mir angezweifelte Satz des Artikels "Neutronenfluss". Trotzdem spielen sich auch dann (natürlich) die Kernreaktionen in einem Raumbereich des Targets ab.

Über den Satz "… gedachte Kugel …", bei Wirtz und Beckurts (1958) S. 34, sollten wir erst reden, wenn wir einen Artikel über die Neutronentransportgleichung in die Wikipedia stellen. Dahin gehört dann auch die Größe Vektorfluss, von der Du in einem Diskussionsbeitrag zum Artikel Fluss (Physik) schreibst. Du hast recht daran getan, sie aus dem Artikel wieder zu entfernen. Für einen normalen Leser ist das IMHO verwirrend und ist ein Grund, warum nur wenige Leute aus dem Hut sagen können, wie Neutronenfluss zu definieren ist. Hoffen wir, dass wir den Artikel Neutronenfluss so hinbringen, dass künftig niemand mehr stolpert. Und wir sollten uns beim Schreiben von Wikipedia-Artikeln durchaus einmal fragen, ob denn alles stimmig ist, was so in Lehrbüchern steht.

Übrigens. in (fast) allen kerntechnischen Lehrbüchern werden Größen mit "Einheiten" definiert, was in deutschsprachigen physikalischen Lehrbüchern (mit Ausnahme kerntechnischer) fast ein Tabu ist, siehe bitte dazu die Diskussion Physikalische Größen richtig definieren und beachte die Empfehlung der Norm DIN 1313: Die Dichte ist der Quotient "Masse durch Volumen", aber nicht der Quotient "Masse durch Kubikzentimeter" oder "Masse pro Volumeneinheit". Du hast wahrscheinlich nur an "Masse durch Kubikzentimeter" gedacht. Selbst so etwas Ähnliches steht in einigen wenigen kerntechnischen Lehrbüchern. Das alles ist Jargon (dessen Quellen von Amerika zu uns fließen), auch wenn es so in Deinen Lehrbüchern steht und Du Dich auf der QS-Seite dagegen sträubst, das Kind beim Namen zu nennen. Das musst Du halt noch einmal überdenken und kannst gern mit mir darüber diskutieren. Aber diese Größen mit Einheiten definieren ist eine "Nebenbaustelle", die wir erst anpacken sollten. wenn wir uns über den Neutronenfluss geeinigt haben.

Deinen Vorschlag, für den Artikel Fluss (Physik) etwas zu tun, greife ich gern auf. Wir sollten genau vermitteln, was Strom, Fluss, Stromdichte und Flussdichte in der Physik bedeuten. Das gibt der Artikel in aktueller Version nicht her. Also habe ich, bevor ich Dir antworten konnte, erst einmal die Einleitung für eine Neufassung dieses Artikels geschrieben und auf die Diskussionsseite gesetzt, auf der QS-Seite nur einen Hinweis darauf. Soviel als Antwort auf Deinen Diskussionsbeitrag. Noch einmal herzlichen Dank für Deine schnelle Antwort. Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 23:26, 4. Okt. 2014 (CEST)

Danke für Deine ausführliche Antwort. Bemerkungen zu einigen Deiner Punkte:

- Die gedachte Kugel kommt m.E. so zustande, dass man sich eben eine Kreisfläche von z.B. 1 cm² vorstellt, auf die das Neutron einfällt. Da der Neutronenfluss richtungsunabhängig sein soll, das Neutron aber immer in Richtung der Normalen auftreffen soll, muss man sich das Kreisscheibchen für jedes Neutron in die entsprechende Richtung gedreht denken. Das ergibt als "Einhüllende" jene Kugel.

- Die Bezeichnung Neutronenflussdichte ist für mein Gefühl treffender als der Neutronen"fluss", eben weil die Größe auf die Fläche bezogen ist. Fluss (Physik) hat m.W. die Dimension 1/Zeit, aber hier haben wir 1/(Zeit*Fläche). Auch in Wirtz' Vorlesungsskript von 1966 erwähnt er in einer Fußnote, der Neutronenfluss müsse eigentlich Neutronenflussdichte heißen.

- DIN 1313: natürlich kann man nicht Dichte als "Masse durch Kubikzentimeter" definieren. Aber ob man "Masse durch Volumen" oder "Masse durch Volumeneinheit" oder "Masse pro Volumeneinheit" sagt, ist m.E. nur ein kleiner sprachlicher, kein inhaltlicher Unterschied. "Pro" anstatt "durch" und der Wortteil "-einheit" machen die Aussage anschaulicher und ändern an der Bedeutung nichts. Anschaulichkeit sollte uns hier in WP wichtig sein (siehe WP:OMA). Gruß UvM (Diskussion) 22:21, 5. Okt. 2014 (CEST)

Danke für Deine wieder zeitnahe Antwort. Wenn wir so weiter machen, werden wir am Endes des Jahres einen wunderbaren Artikel zum Neutronenfluss haben. Mein Vorschlag: "Kugel"-Aussage hier weglassen, weil didaktisch vielleicht an der falschen Stelle (Richtungsabhängigkeit später unter Transportgleichung einbringen), "Masse pro Volumeneinheit", weil ein grundsätzliches Problem, nicht bei Neutronenfluss diskutieren, aber strikt vermeiden. Wichtigste Aufgabe: Zu Neutronenfluss oder Neutronenflussdichte eine eindeutige Aussage machen: Ist die Größe ein Fluss? Fluss, weil extensive Größe, geht eigentlich gar nicht bei Neutronenfluss, weil der eine intensive Größe ist, wie Du völlig richtig schreibst. Flussdichte ginge schon bei Neutronenflussdichte, wenn die Größe denn ein Fluss wäre (Übrigens schätze ich Karl Wirtz genau so wie Du). Eine Dichte ist die Größe auf jeden Fall. Fragt sich nur, wovon. Also bitte ich Dich und alle anderen Leser um eine klare Antwort auf die Frage: Ist die Neutronenfluss genannte Größe ein Fluss nach Regeln physikalischer Namensgebung, oder nicht doch nur ein gebräuchlicher Name für diese unser Fachgebiet bestimmende Größe, weil dem Erstnamensgeber auf die Schnelle kein besserer Name eingefallen ist? Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 10:36, 6. Okt. 2014 (CEST)

Richtungsabhängigkeit später unter Transportgleichung einbringen? Nein. Dass der "Neutronenfluss" richtungsunabhängig ist, ist sehr wichtig und muss m.E. gleich am Anfang gesagt werden. Zusammen mit der Forderung nach Anschaulichkeit führt das doch fast zwangsläufig zu der Kugelvorstellung.

Zu "Neutronenfluss" oder "Neutronenflussdichte" eine eindeutige Aussage machen: wo ist der jetzige Artikel denn nicht eindeutig? Dass beide Bezeichnungen gleichbedeutend verwendet werden, ist nun mal Fakt.

Ist die Größe ein Fluss nach Regeln physikalischer Namensgebung? Nein, jedenfalls nicht in dem Sinne wie magnetischer Fluss usw. Der Artikel behauptet das auch nicht. Man könnte es ausdrücklich hinschreiben (stand auch mal drin, ist dann von einem Kollegen gelöscht worden, siehe diese Disk. weiter oben).

Ganz allgemein aber: Vorsicht mit den "Regeln physikalischer Namensgebung" -- wie schön klar wäre die Literatur und Terminologie, wenn es solche verbindlichen Regeln gäbe und alle Namenserfinder und Autoren immer daran gehalten hätten und hielten. Wer soll denn solche Regeln verbindlich aufstellen? Übrigens schätze ich Wirtz gerade hinsichtlich sprachlicher Klarheit gar nicht so besonders. Ich habe nur lange im von ihm geleiteten Institut gearbeitet...

Bei der (Neutronen-)Transportgleichung haben wir hier in WP in der Tat eine Lücke. Sehr zu begrüßen, wenn Du da etwas Solides einfügen könntest. Gruß UvM (Diskussion) 11:11, 6. Okt. 2014 (CEST)

Nachtrag: Sorry. Sehe gerade: nicht hier, sondern in Fluss (Physik) stand der Hinweis, und wurde dann entfernt, dass Neutronenfluss kein Fluss ist. Man könnte und sollte es in beiden Artikeln erwähnen. --UvM (Diskussion) 11:18, 6. Okt. 2014 (CEST)

Ich hatte um die Beantwortung der Frage gebeten „Zu Neutronenfluss oder Neutronenflussdichte eine eindeutige Aussage machen: Ist die Größe ein Fluss?“ Über Deine klare Aussage freue ich mich: „Nein, jedenfalls nicht in dem Sinne wie magnetischer Fluss usw.“ An magnetischen Fluss denke ich aber vordergründig nicht, sondern an den Fluss von Wasser, Teilchen (Neutronen auch, wenn es denn sein muss), Energie etc. Dein Satz „Der Artikel behauptet das auch nicht“ ist wahr. Mit „Sie ist kein „Fluss“ im Sinne von Fluss (Physik)“ hast Du das jetzt deutlich hineingeschrieben, wunderbar.

"Neutronenfluss" und/oder "Neutronenflussdichte": Im Artikel steht „Neutronenfluss oder gleichbedeutend Neutronenflussdichte“. Das das de facto so ist, dafür können wir beide nichts. Aber, was soll denn ein Gymnasiast denken? Das ist so logisch wie „Masse oder gleichbedeutend Massendichte“ und eher ein Fall für die Seite physikalische Scherze. Wir sollten auf der WP-Seite auf die absurde Namensdoppelung hinweisen (und uns entschuldigen). Wer auch immer in der Reaktorphysik/Kerntechnik das Sagen hat, sollte schnellstens aktiv werden. Was WP-Leute tun könnten: Auf der Infobox Forschungsreaktor die Zeile Neutronenflussdichte durch Neutronenfluss ersetzen. Wer hat da das Sagen?

Was den „Kugel-Satz“ betrifft, so glaubte ich, deutlich gemacht zu haben, dass Neutronenfluss nichts mit irgendeiner Fläche, auch nichts mit einer „Wirtz-Kugel“, zu tun hat, weil eine im Raum definierte Größe. Für Richtungsunabhängigkeit plädiere ich doch ohnehin, denn der Neutronenfluss ist eine Funktion von Ort und Betrag der Geschwindigkeit (bzw. kinetischer Energie) der Neutronen. Die Richtungsabhängigkeit ist „herausgemittelt“. Deshalb benutzen unsere Freunde in Karlsruhe und den Kernkraftwerken Simulationsprogramme (nodale Programme), die für Raumbereiche (Nodes) und Energiegruppen Neutronenflüsse liefern. Die physikalische Größe Neutronen-Winkelfluss (Neutron Angular Flux) ist dann die Größe, die in Raumwinkel „aufgefächert“ ist. Für die Definition der Größe Neutronenfluss ist das unerheblich, für den Neutronentransport aber ganz wesentlich.

Dein „Vorsicht mit den "Regeln physikalischer Namensgebung"“ unterstreiche ich dreimal, aber bitte nicht bei Dichte (räumliche, flächenbezogene etc.), Rate und eben auch nicht bei Fluss=Strom für Teilchen (Massen, Energie etc.). Deshalb habe ich begonnen, den Artikel Fluss (Physik) neu zu fassen.

Nun zur Neutronentransportgleichung in der WP. Wenn Du schon im Konjunktiv schreibst „Sehr zu begrüßen, wenn Du da etwas Solides einfügen könntest'“, da werde ich doch nicht auch noch hier schreien :). Ich kenne in Deutschland zwei andere Physiker, die das sicher können (nicht könnten). Beide habe ich vor zwei Jahren um einen WP-Artikel "Neutronentransportgleichung" gebeten und will es gern wieder tun. Aber erst, wenn wir mit dem Artikel Neutronenfluss fertig sind. Weitere Details sollten wir auf unseren Diskussionsseiten ausfechten. Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 17:51, 6. Okt. 2014 (CEST)

Ich habe jetzt in der Einleitung die Reihenfolge der beiden Definitionen umgekehrt und den Hinweis, dass es nicht um einen "Fluss (Physik)" geht, eingefügt. OK? --UvM (Diskussion) 12:55, 6. Okt. 2014 (CEST)

Ich sage mal, ein deutlicher Fortschritt. Aber: Der Artikel kommt so bescheiden daher, dass keiner ahnen kann, welche Welt sich hinter Neutronenfluss verbirgt. Ich habe schon die Tabelle der Neutronenfluss-Rekordhalter (Garching für Deutschland) o. ä. fertig. Aber das ist nur die eine Seite. Der Neutronenfluss (und der Neutronen-Winkelfluss) spielt in der Reaktorphysik eine Rolle, die vergleichbar ist mit der, die die Wellenfunktion in der Quantenmechanik spielt. Übrigens, warum unsere Genossen Kernphysiker Musiol etc. in einem Artikel Neutronenfluss zitiert werden müssen, wo doch schon Reaktorphysiker bei Neutronenfluss Diskussionsbedarf haben, ist mir auch ein Rätsel. --Roderich Kahn (Diskussion) 17:51, 6. Okt. 2014 (CEST)

Eine anschauliche Erklärung zum Verständnis, warum das schwer vorstellbare Produkt Neutronenzahldichte mal Neutronengeschwindigkeit gebraucht wird, steht jetzt in den Artikel; Dank an Roderich Kahn, der sie mir mitgeteilt hat.

Zum "Rätsel": Die Genossen Musiol, Seeliger et al. haben ein Lehrbuch verfasst, das bemerkenswerterweise zusdammen mit Kern- und Teilchenphysik auch die Grundlagen der Kernreaktorei darstellt. Da vermutlich viele Studenten an DDR-Hochschulen letztere Grundlagen daraus gelernt haben, darf das Buch hier wohl genannt werden, "Genossen"eigenschaft hin oder her. --UvM (Diskussion) 11:06, 23. Okt. 2014 (CEST)

Neutronenfluss oder Neutronenskalarfluss

Hallo Roderich Kahn,
(1) in dem so betitelten Abschnitt führst du eine integrale Größe ein, die imho nicht der Neutronenfluss, sondern der energieabhängige Neutronenfluss, also das Neutronenspektrum ist. Sollte man sie dann nicht auch so nennen?
(2) Das Formelsymbol dieser Größe, das „Kleinvieh“, sollte im ganzen Artikel einheitlich sein. Ich finde das \varphi deutlicher und besser als das bei den Amerikanern übliche \phi (das leichter mit dem großen Phi zu verwechseln ist). Gruß, UvM (Diskussion) 10:38, 17. Jan. 2018 (CET)

Hallo UvM,

(1) woraus schließt Du das? Wir integrieren über alle Raumrichtungen. Der Winkelfluss ist ein Produkt der winkelabhängigen Anzahldichte, der Winkeldichte, und des Betrags der Geschwindigkeit(en). Da differenzieren wir nirgends nach der Energie!

Damit die Abhängigkeit von den unabhängigen Variablen deutlicher wird, habe ich schon für das Ende der Einleitung etwas vorbereitet (wie auch eine Überarbeitung des Abschnitts Neutronenspektrum), komme aber immer noch nicht an meinen Hauptrechner heran und will es jetzt nicht noch einmal neu formulieren. Mit

$\Phi =\Phi ({\vec {r}},E,t)$

müssen im Spektrum natürlich auch die anderen unabhängigen Variablen mitgeführt werden

$\varphi ({\vec {r}},E,t)={\frac {\partial \Phi ({\vec {r}},E,t)}{\partial E}}$.

Beide Größen sind orts-, energie- und zeitabhängig (Abbrand). Wenn das klar gesagt wird, sollten keine Missverständnisse mehr aufkommen. Mittelwerte sind dann ein anderes Bier.

(2) Was die Formelsymbole angeht, bin ich ziemlich offen. Wir sollten aber vielleicht warten, bis ich den Artikel Neutronentransport fertig habe, weil da noch eine Reihe Symbole hinzukommen, z. B. bin ich mir nicht sicher, ob wir das für das Neutronenspektrum verwendete Symbol $\varphi$ nicht anderswo nötiger brauchen. Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 16:36, 17. Jan. 2018 (CET)

OK. Dann ist es nur mein Verständnis- oder Vorstellungsproblem. In der Tat wird in diesem neuen "Neutronenfluss" ja nicht nach der Energie differenziert. Ist er demnach dieselbe Größe wie das ganz am Artikelanfang definierte $\Phi$, wie der Name Neutronenfluss suggeriert? Dann sollte er der Klarheit zuliebe auch hier $\Phi$ und nicht $\phi$ heißen. Oder ist er nicht dieselbe Größe? Dann braucht er ein anderes Symbol. Aber auch dann bitte nicht $\phi$, sondern einen ganz anderen Buchstaben. -- Auf keinen Fall sollte man die beiden Buchstaben $\phi$ und $\varphi$ für zwei verschiedene Größen verwenden, denn beide werden "phi" gesprochen und sind nur zwei verschiedene Schreibgewohnheiten. --UvM (Diskussion) 17:41, 17. Jan. 2018 (CET)

Dank für den Hinweis. Habe $\phi$ in $\Phi$ geändert. --Roderich Kahn (Diskussion) 18:06, 17. Jan. 2018 (CET)

Archivierung dieses Abschnittes wurde gewünscht von: UvM (Diskussion) 21:56, 23. Feb. 2018 (CET)

Welcher DWR?

Der Artikel ist jetzt dank dem Engagement von Roderich Kahn sehr viel vollständiger und runder geworden, und es ist dabei imho gelungen, die Klarheit und Übersichtlichkeit zu erhalten. Bleibt nur eine kleine Frage: ist der in der Beipielberechnung vorgestellte DWR ein real existierender, etwa der im Kernkraftwerk Emsland? Die Fußnote zur spezifischen Wärmeleistung scheint das anzudeuten. Wenn ja, könnte man das doch hinschreiben und so den Artikel noch einen Tick „lebensnäher“ machen. Grüße, UvM (Diskussion) 12:24, 19. Jan. 2018 (CET)

Peu à peu erstelle ich Bilder zu Größen wie Neutronenfluss, Neutronenflussspektrum und zu anderen wie gemittelte Wirkungsquerschnitte, Diffusionskonstanten. Zwei davon sind schon in den Artikel Neutronenfluss „eingeflossen“. Die Bilder gehen auf meine Transportrechnungen zu Reaktoren vom Typ Konvoi, EPR u. a zurück, die ich ca. ab Jahr 2000 gestartet habe. Das „Erkennungsbild“ des Artikels Neutronenfluss gehört zu einer Aufgabenstellung Brennelemente des DWR einer deutschen Arbeitsgruppe, die sich das Ziel gestellt hatte, die Ergebnisse unterschiedlicher Programme zu vergleichen (Benchmark).

Deine Frage, ob „es (ein) real existierender (Kernreaktor), etwa der im Kernkraftwerk Emsland“, ist, zu dem ich in der WP Bilder einstelle, möchte und kann ich nicht klar beantworten.

• Zuerst zum „Möchte“: Eine Schriftstellerin, Juli Zeh zum Beispiel, lässt ihren außergewöhnlich guten Gesellschaftsroman Unterleuten im einem fiktiven Dorf Unterleuten in Brandenburg spielen (relativ unbestimmter Ortsvektor ${\vec {r}}$). Was sie wahrscheinlich nicht möchte, ist, dass für Leser und gar Bewohner eines Orts Unterleuten genau zu lokalisieren wäre (Schlüsselroman). Wenn ich mich auf das Kernkraftwerk Emsland (KKE) festlegen würde, nähme ich dem Bild seine weitgehend zutreffende Allgemeingültigkeit für den Reaktortyp DWR, im Prinzip auch für Druckwasserreaktoren der Firma Westinghouse. Ich verspreche aber, dass alle Bilder, auch die noch folgenden, zu ein und demselben Modell eines DWR gehören.

• Nun zum „Kann“: Alle Bilder treffen nur ungefähr auf das KKE zu. Ich weiß nicht einmal, ob dort jemals Brennelemente in 18×18-Anordnung eingesetzt worden sind. Wenn wir einen Wikipedia-Benutzer aus dem KKE haben, der diese Zeilen liest, kann er es uns ja mitteilen. Ich habe das KKE deshalb explizit in der Anmerkung genannt, weil es der einzige deutsche Druckwasserreaktor ist, in dessen Wikipedia-Artikel sowohl die Schwermetallmasse 103 t als auch die thermische Leistung von 3850 MW angegeben worden ist, woraus sich die mittlere spezifische Leistung von 37,4 W/g ergibt. Dieser Wert entspricht genau dem des Benchmarks. Der Wert dürfte aber bei allen hier genannten DWR ähnlich sein. Die Größe spezifische Leistung gehört zu den Eingabedaten für eine Transportrechnung. Sie bestimmt den Absolutwert des Neutronenflusses. Ich weiß auch, dass beim KKE eine Leistungserhöhung auf eine thermische Reaktorleistung von 3950 MW beantragt worden ist. Wäre das schon Realität, würde eine Aussage „Beispiel für den Falls des KKE ... “ ohnehin, wenn auch nicht gravierend, obsolet sein. Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 22:40, 19. Jan. 2018 (CET)

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Mittlere freie Weglänge und Makroskopischer Wirkungsquerschnitt

Hallo @UvM: der Artikel wird runder und runder. Dank für Deine Überarbeitung von gestern (und Deinen Beitrag aus den Jahr 2006), speziell zu zwei Punkten:

• Mittlere freie Weglänge. Hatte ich doch glatt vergessen, dass ich am 15:52, 30. Jan. 2016‎ den Artikel "Mittlere freie Weglänge" schon um den Abschnitt "Definition für zwei Arten von Teilchen" erweitert hatte. Das geschah vor fast genau zwei Jahren schon als Vorbereitung auf irgendwann zu schreibende Artikel zu reaktorphysikalischen Größen, insbesondere aber in Hinblick auf eine grundsätzliche Überarbeitung des Artikels "Neutronenfluss". Die habe ich ja dann am 3.1.18 in Angriff genommen. Ich danke Dir deshalb besonders, dass Du bei Deiner gestrigen Überarbeitung auf meine alten Texte zur mittleren freien Weglänge verwiesen hast. Der von Dir gestern hinzugefügte Satz "Wie fein die Ortsauflösung gewählt werden muss, hängt zusammen mit der mittleren freien Weglänge der Neutronen; diese wird durch die Neutronenenergie und das jeweilige Medium bestimmt." trifft genau ins Schwarze. Ich habe Deinen Link eben nur noch ein bisschen präzisiert.

• "Makroskopischer Wirkungsquerschnitt". Außerdem habe ich übersehen, dass die zweite große Säule unseres Gebäudes neben dem Neutronenfluss, die Größe "Makroskopischer und temperaturabhängiger Wirkungsquerschnitt", ja schon am 19:05, 26. Aug. 2006 ihren Weg in die Wikipedia gefunden hatte. Nun rate mal, wer die Größe eingeführt hat? Ein gewisser UvM. Mal abgesehen von der Tatsache, dass die Größe "Makroskopischer Wirkungsquerschnitt" ebenso wenig ein Wirkungsquerschnitt ist wie der "Neutronenfluss" ein Fluss, enthält der Abschnitt doch das vorläufig Nötigste. Und auch davon abgesehen, dass der WP-Autor des Abschnitts "Makroskopischer und temperaturabhängiger Wirkungsquerschnitt" ohne Not mit Einheiten hantiert, sei ihm sehr zu danken. Ich konnte deshalb eben meinen sybillinischen Satz "Der Name der Größe Makroskopischer Wirkungsquerschnitt und ein Link werden an dieser Stelle eingesetzt, sobald der entsprechende Wikipedia-Artikel eingestellt worden ist" im Artikel "Neutronenfluss" mit Freude streichen. Gruß und einen schönen Sonntag. --Roderich Kahn (Diskussion) 14:00, 27. Jan. 2018 (CET)

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Welche Kerndatenbibliothek?

Hallo Roderich Kahn,
sollte man nicht zu den dargestellten DWR-Rechenergebnissen außer dem verwendeten Programmsystem auch die benutzte Kerndatenbibliothek nennen? Das würde den fachfremden Leser darauf hinweisen, dass auch die beste theoretische Berechnung nur so gut sein kann wie die "hineingesteckten" Wirkungsquerschnittsdaten. --UvM (Diskussion) 16:19, 23. Feb. 2018 (CET)

Ja, sollte man. Werde das tun (nach der Grippe). Die im Programmsystem HELIOS 1.8 verwendeten Nukleardaten basieren auf den ENDF/B-VI data files (Rose and Dunford, 1990). Die Nukleardaten-Bibliothek wurde in dem Programmsystem in den Jahren 1992 bis 2008 nicht geändert. Es wurden auch keine Revisionen nachträglich berücksichtigt.[1]

--Roderich Kahn (Diskussion) 19:04, 23. Feb. 2018 (CET)

Ich habe es eingebaut. Gruß und gute Besserung, UvM (Diskussion) 21:49, 23. Feb. 2018 (CET)

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Anmerkungen zu Änderungen des Artikels „Neutronenfluss“

Hallo @UvM: Am 3. und 5.1.18 habe ich den Artikel „Neutronenfluss“ überarbeitet und eine Abbildung hinzugefügt. Zu Deinen Änderungen vom 8.1.18 möchte ich hier einige Anmerkungen machen.

Du versuchst, die Größen thermischer Fluss und schneller Fluss zu erklären. IMHO sollte man das an dieser Stelle nicht tun. Dazu reicht der Link auf den Artikel Thermische Neutronen aus. Wenn doch, dann meiner Meinung nach so:

„Der Neutronenfluss ist eine energieabhängige Größe. Je nach Anwendungsziel wird die Energie der Neutronen in ein Intervall oder mehrere Intervalle unterteilt. Das können auch einige hundert sein. Jedem Intervall ordnet man seinen mittleren Neutronenfluss zu. Bei thermischen Reaktoren sind zwei Intervalle üblich. Je nach Neutronenenergie spricht man dann vom Fluss schneller oder vom Fluss thermischer Neutronen.“

Zur Abbildung: Sie basiert übrigens auf einer Neutronentransportrechnung mit 190 Energieintervallen (Energiegruppen), die ich auf diese zwei kondensiert habe. Die Abbildung in den Abschnitt Bedeutung in der Reaktortechnik zu verschieben, wie Du es getan hast, halte ich für unzweckmäßig.

• Die Abbildung habe ich als optisches Erkennungszeichen für den Artikel gedacht, auch für diejenigen, die mit der Materie nicht vertraut sind. Sie soll Neugier wecken.
• Für den Fachkundigen dürfte die Abbildung eine Anregung sein, die eigene Vorstellung von der Größe Neutronenfluss mit dieser Darstellung abzugleichen (Wem ist schon immer präsent, welche Unterschiede es in den Flüssen innerhalb eines Brennelements gibt?).
• Die Abbildung muss vor einer weiteren Abbildung Neutronenflussspektrum platziert sein, die ich in den nächsten Tagen dem Artikel hinzufügen werde.
• Das in der Abbildung Dargestellte fällt nicht in die Zuständigkeit der "Reaktortechnik", also nicht in den Abschnitt Bedeutung in der Reaktortechnik, sondern in die der Reaktorphysik. Den entsprechenden Abschnitt Bedeutung in der Reaktorphysik zu schreiben, wäre das nicht eine lohnende Aufgabe? Wenn Du fragst, wo die Unterschiede liegen, lies bitte den Artikel Neutron Transport der englischsprachigen Wikipedia. Vergleiche ihn mit Deiner Vorstellung von einem Wikipedia-Artikel (OMA).
• Die Abbildung, an der ich wochenlang gearbeitet habe, hätte schon mal einen Klick auf die Schaltfläche Danken verdient, wie ich es nach Deiner ersten Überarbeitung getan habe, oder?

Nach diesen Deinen Bearbeitungen und früheren, möchte ich an folgendes erinnern:

• Alle, die an der Wikipedia mitarbeiten, sind gleichberechtigt.
• Nur gute Argumente haben Gewicht.
• Kein Mitarbeiter der WP sollte glauben, nur er wüsste, wie in einem Text die rechte Didaktik auszusehen habe.
• Lobbyismus mit dem Zweck, die eigene Meinung durchzusetzen, ist unerwünscht.
• Konstruktive Arbeit anderer an einem Artikel sollte man achten. Konkret heißt das: Zuerst die Diskussionsseite nutzen, bevor man gravierende Änderungen macht.
• Kein Artikel kann alle Fragen des Lesers schon in der Einleitung beantworten. Dazu sind ja die Links erfunden worden.

Gesundheit Dir und eine konstruktive Zusammenarbeit im Jahr 2018! Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 13:56, 9. Jan. 2018 (CET)

Hallo @UvM: Habe am 11.1.18 einen neuen Abschnitt Natürlicher Neutronenfluss geschrieben und eingefügt. Außerdem:

• Durch eine neue Überschrift Neutronenfluss im Druckwasserreaktor habe ich die Einleitung von dem, was nur für einen Kernreaktor gilt, separiert. Das sollte vor Natürlicher Neutronenfluss stehen, da der Neutronenfluss im Reaktor wichtiger ist als der natürliche Neutronenfluss.
• Die Abbildung habe ich aus oben genannten Gründen an ihrer ursprünglichen Position belassen. Die Erläuterung im Abschnitt Neutronenfluss im Druckwasserreaktor steht dennoch nahe der Abbildung. Ich hoffe, so Deine Intension berücksichtigt zu haben. Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 14:01, 11. Jan. 2018 (CET)

Hallo Roderich Kahn,

Deine Kompromiss-Neufassung trifft sich mit dem, was auch ich inzwischen vorhatte: das Bild als Blickfang am Artikalanfang lassen, aber seine Erklärung nach unten an die im Text passende Stelle rücken. Allerdings muss man m.E. nach der einleitenden Definition, was Neutronenfluss (NF) überhaupt ist, mit den anschaulichen Erklärungen, der Energieabhängigkeit der Größe usw. weitermachen, bevor man auf Reaktoren und speziell auf den DWR kommt. Der NF ist doch in allen anderen Reaktortypen ebenso wichtig. Deshalb geht es nicht, gleich zum DWR zu springen, dann zum natürlichen NF, und erst dann wieder zu Reaktoren allgemein und zu weiteren Zahlenbeispielen zu kommen. Der DWR-Teil muss ein Unterabschnitt des Abschnitts über Reaktoren allgemein sein, anders ist es verwirrend.

Mein jetziger Entwurf für den Artikel steht in Benutzer:UvM/Neutronenfluss. Ich möchte Dich bitten, dort statt der jetzigen Platzhalter xxx, yyy, XXX, YYY noch Zahlen einzusetzen (man könnte allerdings stattdessen auch vorher, bei der Definition von thermischem und schnellem Fluss, die typischen Energiegrenzen nennen).

Dein neuer Abschnitt Natürlicher Neutronenfluss ist m.E. gut gelungen, materialreich und instruktiv. Dafür würde ich fast auf "danke" klicken -- wenn Du nicht gerade derartige Dankabstattung angemahnt hättest. So auf Bestellung tue ich es nicht.
Deine Belehrungen über WP-Regeln treffen mich nicht mehr als Dich selbst (abgesehen davon, dass sie hier auf einer Sachartikel-Diskussionsseite nichts zu suchen haben). Du warst es, der hier zuerst eine gravierende Änderung ohne vorherige Diskussion angebracht hast. Was Du mit dem Lobbyismus meinst, ist mir rätselhaft.

Auch Dir die besten Wünsche zum Neuen Jahr, und Gruß, UvM (Diskussion) 21:51, 11. Jan. 2018 (CET)

Hallo@UvM: Dank für die besten Wünsche. Bei den inhaltlichen Fragen haben wir ja schon gestern anhand Deines Entwurfs auf Deiner Benutzerseite Konsens erzielt. Natürlich werden wir weiter am Artikel arbeiten.

Bitte, was Du Belehrungen nennst, nenne ich Erinnerungen. Du fragts, was ich mit Lobbyismus meine. Ich sag's, aber das ist alles nur mein (wahrscheinlich umbegründeter) Verdacht:

Am 10:21, 23. Jul. 2016 (CEST) wurde von Dir eine Diskussion Qualitätssicherung zum meinem Artikel Massenexzess gestartet. Was sich 2016 abgespielt hat, möchte ich einfach beim Artikel Neutronenfluss nicht noch einmal erleben.

Die Diskussion endete mit: Gute Anmerkungen alle, aber ich habe gerade anderes zu tun als diesen Artikel weiter zu verbessern. --jbn (Diskussion) 09:45, 9. Aug. 2016 (CEST). Dann wurde die Diskussion (für meinen Geschmack recht hastig) archiviert. Das könnte man alles als normal ansehen (ich sah das nicht so). Aber warum wurde ein Chat der Redaktion Physik am 1.8.16 eingeschoben? Dort lese ich unter Themen:

Massenexzesse und -defekte in der RP -- Alturand (Diskussion) 20:40, 31. Jul. 2016 (CEST).

Ob im Chat dieses Thema aufgegriffen wurde, und wenn ja, zu welchem Ergebnis die Redaktion Physik in puncto Massenexzess gekommen ist, ich konnte es nicht heraus finden und wurde als Betroffener auch nicht informiert! Absprachen? Ich weiß es nicht. Wenn mein Verdacht auf Lobbyismus unbegründet gewesen sein sollte, nehme ich das Wort selbstverständlich sofort zurück.

Lieber UvM, ohne Deine Mitarbeit könnte ich mir meine Mitarbeit an der WP nicht vorstellen. Aber manchmal bist Du halt ein wenig forsch. Darauf, dass das auch mir unterläuft, hast Du ja schon hingewiesen. Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 16:19, 14. Jan. 2018 (CET)

Reaktorphysikbücher und die Größe Neutronenfluss

Die Frage nach wichtigen Lehrbüchern, Monographien und Nachschlagewerken zur Reaktorphysik und Kerntechnik ist nicht nur für die Größe Neutronenfluss von Interesse. Vom 24.10. bis 27.10.14 wurden von mir bisher 14 Reaktorphysiker telefonisch oder persönlich befragt, die in ihrem Berufsleben überwiegend in der Reaktorphysik tätig waren oder es noch sind. Gefragt wurde nach den 2 bis 4 wichtigsten Lehrbüchern der Reaktorphysik, insbesondere nach solchen, die für die Einarbeitung und ihre tägliche Arbeit einen besonders hohen Stellenwert hatten oder noch haben. Zur Auswahl standen etwa 65 Lehrbücher zur Reaktorphysik und Kerntechnik aus den Jahren 1952 bis 2013. Nicht gezählt (und auch selten genannt) wurden dabei die Lehrbücher, die nur Teilgebiete (etwa numerische Methoden der Reaktorphysik, Monte-Carlo-Methoden des Teilchentransports, Neutronendiffusion) behandeln. Das Ergebnis der Umfrage führte zu 7 Lehrbüchern, die von mindestens zwei der Befragten genannt wurden.

Eine herausragende Stellung nimmt das englischsprachige Lehrbuch von Glasstone und Edlund "The Elements of Nuclear Reactor Theory" von 1952 ein, weil es wie kein anderes die damals junge Generation der Reaktorphysiker in West und Ost und die nachfolgenden Lehrbuchschreiber geprägt hat. Das Lehrbuch entstand auf Anregung der U. S. Atomic Energy Commission, der auch Samuel Glasstone angehörte. Einige der Physiker, denen im Vorwort gedankt wird, sind heute weltberühmt:

"Die gegenwärtige Form ist die Umarbeitung eines Entwurfes, der im Jahre 1950 herausgebracht wurde und sich aus den Vorlesungen entwickelt hat, die M. C. Edlund an der Schule für Reaktortheorie in Oak Ridge gehalten hat. Die Autoren benutzen diese Gelegenheit, um ihre Dankbarkeit vielen Wissenschaftlern gegenüber zum Ausdruck zu bringen, deren gemeinsames Bemühen in Verbindung mit dem Manhattan-Projekt zur Entwicklung der Ideen geführt hat, die in diesem Buche diskutiert werden. Im Besonderen sollen die Beiträge von R. F. Christy, C. Eckart, E. Fermi, F. L. Friedman, L. W. Nordheim, P. Morrison, G. Placzek, L. Szillard, E. Teller, A. M. Weinberg, J. A. Wheeler, E. P. Wigner und G. Young erwähnt werden. Der Dank der Autoren gebührt auch einer Anzahl von Kollegen, die den vorläufigen Entwurf gelesen haben, besonders A. M. Weinberg für seinen helfenden Rat und seine wertvolle Kritik."

Manche Formulierungen aus dem Buch, zum Beispiel zum Neutronenfluss, sind in vielen, auch deutschsprachigen reaktorphysikalischen und kerntechnischen Lehrbüchern späterer Jahre zu finden, selbst in einem solchen noch, das im Jahr 2013 erschienen ist (s. u.). Auch in dem russischsprachigen und im gleichen Jahr 1959 ins Deutsche übersetzten Buch von Galanin "Theorie der thermischen Kernreaktoren" wird nach fast jedem Kapitel das Buch von Glasstone und Edlund zitiert. Das Lehrbuch "The Elements of Nuclear Reactor Theory" stellt keine hohen Anforderungen an mathematische Fertigkeiten und war deshalb auch für experimentell tätige Reaktorphysiker als Lehrbuch und Nachschlagewerk geeignet. Es erschien bis zum Jahr 1958 in sieben Auflagen, im Jahr 1961 erstmals unter dem Titel "Kernreaktortheorie - Eine Einführung" auch in deutscher Sprache. Das Lehrbuch kann bei Springer Wien auch heute noch (2014) als Druckausgabe (ISBN 978-3-7091-7900-0) oder als E-Book (ISBN 978-3-7091-7901-7) erworben werden. Ein vollständiges Bild-PDF in guter Qualität des englischsprachigen Originals der 6. Auflage von 1957 steht auch im Web bereit.

Bei der Befragung am meisten genannt wurden die beiden theoretisch orientierten Lehrbücher zur Reaktorphysik "Nuclear Reactor Theory" von Bell und Glasstone und "The Physical Theory of Neutron Chain Reactors" von Weinberg und Wigner. Mit deutlich weniger Stimmen folgen "Nuclear Reactor Analysis" von Duderstadt und Hamilton, "Introduction to Nuclear Reactor Theory" von Lamarsh und "Theorie der thermischen Kernreaktoren" von Galanin. Als einziges Lehrbuch deutschsprachiger Reaktorphysiker wurde die "Elementare Neutronenphysik" von Wirtz und Beckurts aus dem Jahr 1958 von zwei Reaktorphysikern genannt. Bücher zu diesem Fachgebiet, die mehr allgemein informieren, keine Formeln enthalten und sich an einen breiteren Leserkreis wenden, gibt es auch, zum Beispiel "Kerntechnik im Blickpunkt" von Blumentritt und Schwaar.

Hier noch ein Beispiel, wie sich eine Formulierung durch viele Lehrbücher und Monographien hinzieht, etwa die Erläuterung zum Neutronenfluss. Glasstone und Edlund schreiben in ihrem Manuskript von 1952, das mir als Kopie vorliegt, und in allen gedruckten Ausgaben:

"3.49 The product nv, expressed as neutrons per cm² per sec, is a significant quantity called the neutron flux, and represented by the symbol Φ. It is the sum of the distances traveled by all the neutrons in one cubic centimeter in one second, and is therefore sometimes called the track length."

Im Lehrbuch "Reaktortechnik - Physikalisch-technische Grundlagen" von Albert Ziegler und Hans-Josef Allelein [Hrsg.] von 2013, Seite 58, findet man folgende Formulierung:

"Die Intensität eines ungerichteten Neutronenfelds wird daher stattdessen über die Neutronenflussdichte Φ charakterisiert. Diese kann aufgefasst werden als die gesamte, von allen Neutronen je cm³ und s zurückgelegte Bahnlänge."

Hat die Größe Neutronenfluss wirklich etwas mit den Einheiten cm³ und s zu tun? Wohl kaum. Das ist ein Stil, der sich in physikalischen Lehrbüchern des 19. Jahrhunderts findet. Vielmehr muss es heißen:

Die Größe Neutronenfluss ist die von allen Neutronen in einem Raumbereich und in einem Zeitintervall zurückgelegte Bahnlänge, geteilt durch das Volumen des Raumbereichs und die Länge des Zeitintervalls.

Das ist eine genaue verbale Definition der Größe Neutronenfluss, Zusätze wie "Diese kann aufgefasst werden …" sind dann überflüssig. Die Größe ist (wie alle anderen physikalischen Größen auch) von der Wahl irgendwelcher Einheiten unabhängig. Völlig abwegig wäre der von Glasstone und Edlund genannte Name "Track length", der durch viele Lehrbücher der späteren Jahre geistert. Die "Bahnlänge" hat die Dimension einer Länge und bringt verbal weder die Division durch die Länge des Zeitintervalls noch die durch das Volumen des Raumbereichs zum Ausdruck. Dieser "altväterliche" Umgang mit physikalischen Größen (und die Verwirrung, die die Namen Neutron Flux und Track length gestiftet haben), ändert jedoch nichts an der Wertschätzung gegenüber Glasstone und Edlund und ihrem Reaktorphysiklehrbuch. Ähnliches gilt auch für das Buch von Ziegler und Allelein, denn die kritische Anmerkung bezieht sich ausschließlich auf die verbale Definition der Größe Neutronenfluss.

Da die Bahnlänge, die ein Neutron in einem Zeitintervall zurücklegt, geteilt durch die Länge des Zeitintervalls, gleich dem Geschwindigkeitsbetrag des Neutrons ist, kann die Größe auch so definiert werden: Die Größe Neutronenfluss ist gleich der Summe der Geschwindigkeitsbeträge aller Neutronen in einem Raumbereich, geteilt durch das Volumen des Raumbereichs.

Glasstone und Edlund sind nicht die "Erfinder" des Namens Neutronenfluss. In einem Glossary (abgerufen am 3.11.14) aus dem Oak Ridge National Laboratory von Nicholas M. Smith, Jr., von 1948, noch mit dem Ormig-Verfahren vervielfältigt, finden sich auf den Seiten 121 ff. eine Definition von Neutron flux und der mit dem Neutronenfluss verwandten differentiellen Größen.

Einzelnachweise

Weitere Vorschläge, welche Lehrbücher, Monographien und Nachschlagewerke zur Reaktorphysik und Kerntechnik in diese Liste aufgenommen werden sollten, sind sehr willkommen. --Roderich Kahn (Diskussion) 22:35, 3. Nov. 2014 (CET)

...die Verwirrung, die die Namen Neutron Flux und Track length gestiftet haben... Haben sie das denn? Wann, wo, bei wem? (Der Einwand, die Größe $\Phi$ "habe nun mal nichts mit einer Fläche zu tun", ist eine ehrenwerte persönliche Ansicht, aber kein physikalisches Argument. Wer findet, $\Phi$ habe durchaus auch mit einer Fläche zu tun, ist deshalb nicht verwirrt.) Gruß, UvM (Diskussion) 12:02, 4. Nov. 2014 (CET)

Danke für die Literaturzusammenstellung. Den Glasstone/Edlund (als Klassiker) und den Ziegler/Allelein (wegen der Neuauflage 2013) habe ich in die Literaturliste dieses Artikels hier und ebenso auch bei Kernreaktor eingefügt. --UvM (Diskussion) 11:50, 5. Nov. 2014 (CET)

@UvM: Bitte nicht wundern, dass ich eine Antwort auf eine Diskussion gebe, die reichlich drei Jahre zurückliegt. Ich möchte nur verhindern, dass dieser Abschnitt automatisch archiviert wird. Wahrscheinlich brauchen wir ihn noch. Die Frage Hat der Neutronenfluss etwas mit einer Fläche zu tun? sollten wir auf unseren persönlichen Seiten diskutieren. --Roderich Kahn (Diskussion) 20:04, 16. Jan. 2018 (CET)

Science Poetry: Lied über den Neutronenfluss

Habe eben (15:35, 16. Jan. 2018‎) zwei Abschnitte „hohe Physik“ dem Artikel Neutronenfluss hinzugefügt. Das sind die Abschnitte Flugrichtung der Neutronen und Weitere differenzielle Größen.

Mit dem Lied Neutronenfluss möchte ich Science Poetry in Deutschland starten, speziell in der Kategorie Physik. Oder gibt es das auch hier schon? Science Poetry ist im englischen Sprachraum verbreitet, z. B.Science Poems and Songs for Fun and Learning[2], sogar eine Science Poetry Competitions[3] gibt es.

Science-Slam (deutsch: Wissenschaftswettstreit) wurde in Deutschland erfunden, ein wissenschaftliches Kurzvortragsturnier, bei dem Wissenschaftler ihre Forschungsthemen innerhalb einer vorgegebenen Zeit und vor allem humorvoll vor Publikum präsentieren. Daran knüpfe ich auch an. Science-Slam ist aber etwas anderes als Science Poetry.

Ein Lied über die Größe Neutronenfluss in der Wikipedia? Warum?

• Die Größe Neutronenfluss, die IMHO in einer Liga mit der Wellenfunktion der Quantenmechanik spielt, ist einfach so bedeutend, dass sie ein eigenes Lied verdient hat.
• Die alte studentische Tradition, das eigene Fachgebiet, wenn möglich, gewürzt mit einem Quäntchen Humor zu besingen, darf nicht untergehen. Beispiel: „Einleitung in die organische Chemie“ von Erwin Sack. Es beginnt: „Dinitrobromanthrachinon, Alphaphenylacrosazon“[4].
• Was lässt sich besser einprägen als das, was gereimt daherkommt?
• Wozu gibt es im Wikitext ein Tag-Paar <poem> ... </poem>, wenn wir Physiker es gar nicht nutzen?

Neutronenfluss
Melodie: Stenka Rasin (s. u.)

Bei den Neutronen, frei im Raume,
sich viel um eine Größe dreht,
und sie verfolgt mich schon im Traume:
„Ich bin es, die in Formeln steht.

Ich heiß' Neutronenfluss seit Jahren,
Experiment und Theorie
durch mich viel Nützliches erfahren.
Jedoch ein Fluss, das war ich nie.

Natürlich gibt’s bei mir ein Fließen,
das man chaotisch nennen kann.
Wohin Neutronen sich ergießen,
kommt's beim Neutronenfluss nicht an.

Fluss klingt verquer in meinen Ohren.
Ganz anders geht es meinem Ohm,
denn was gebildet aus Vektoren,
heißt ganz zu Recht Neutronenstrom.

Addier' skalar Geschwindigkeiten
Der Teilchen, die im Raum vereint,
und teil' die Summe durchs Volumen,
die Größe ist es, die mich meint.“

Die Karawanen ziehen heiter,
die Boote schippern munter fort
auf Wolga, Elbe und so weiter,
und manches „Unwort“ bleibt an Bord.

Für die in diesem Lied „versteckte“ neue physikalische Definition der üblicherweise Neutronenfluss genannten Größe behalte ich mir das Urheberrecht vor. Na, ja, wenn jemand das Lied weiter geben sollte, könnte es ja auch nicht schaden, mein Kürzel RK darunter zu setzen.

Warum gerade die Melodie des Lieds Stenka Rasin?

• Das dramatische Geschehen um Stenka Rasin spielt sich auf einem Fluss (!) ab: Wolga, Wolga, Mutter Wolga, / Ruhig fließest du dahin.[5]
• Stenka Rasin wirft das Liebste, was er hat, über Bord. Ich bin mir noch nicht sicher, ob ich dazu raten soll, mein geliebtes „Unwort“ Neutronenfluss über Bord zu werfen (was bei meinem schwachen Durchsetzungspotential eh vergebliche Liebesmüh wäre) oder nicht. Aber ein neues Wort für diese Größe, ganz nach dem Gusto von Ludwig Boltzmann, hätte ich schon in petto.

Das Lied hat noch ein zwei Strophen, die dem geneigten Leser der Wikipedia wahrscheinlich erst richtig verständlich werden, wenn ich die Artikel Neutronenstrom, Reaktionsrate_(Reaktorphysik) und Neutronendiffusion in die Wikipedia gesetzt haben werde.

Ist dieser Raum, voll von Neutronen,
auch von Atomen noch bewohnt,
dann kommt es oft zu Reaktionen,
nur mit den Kernen - sei betont.

Es fließt der Strom, er steht zum Flusse
wie's Vektorfeld zum Potential,
sofern der Strom nach Fick-Gesetzen
dem Flussgradient' proportional.

Wer's mag und noch kann, auswendig lernen! Und öfter mal singen! Wirkt Wunder! --Roderich Kahn (Diskussion) 16:55, 16. Jan. 2018 (CET)

Nachtrag zu einem angekündigten Wikipedia-Artikel

Habe den oben angekündigten Artikel Reaktionsrate_(Reaktorphysik) am 24.1.2018 geschrieben und unter dem Titel Kernreaktionsrate freigeschaltet. RK

Nachtrag zu einem weiteren angekündigten Wikipedia-Artikel

Den oben ebenfalls angekündigten Artikel Neutronendiffusion habe ich am 20.2.2018 geschrieben und freigeschaltet. RK

Nachtrag zur Melodie

Instrumentale Version des russischen Volkslieds Stenka Rasin

Von der Melodie des russischen Volkslieds Stenka Rasin gibt es geringfügig unterschiedliche Varianten. Man hat mich gefragt: „Zu welcher Variante sollte das Lied Neutronenfluss denn nun gesungen werden?“ Um das hörbar zu machen, habe ich mir heute das Notensatzprogramm MuseScore 2.1[6] heruntergeladen und installiert. Als Instrumentalstimmen habe ich Balalaika, Posaune und Tuba gewählt. Leider gehört die Balalaika nicht zu den Instrumenten des MIDI-Standards. Deshalb habe ich ein Banjo „zweckentfremdet“.

Die Tonart ist F-Dur. Ich bitte Musikfreunde wie UvM, an meine Kunst des Notensatzes keine zu hohen Maßstäbe anzulegen. Kunst überlasse ich den großen Interpreten dieses Lieds wie Fjodor Schaljapin[7]. Mein bescheidenes Ergebnis habe ich aus dem Programm MuseScore in das Format Ogg exportiert. --Roderich Kahn (Diskussion) 15:10, 18. Jan. 2018 (CET)

Keinerlei Einwand gegen den Notensatz für die Wolganeutronen. --UvM (Diskussion) 12:10, 19. Jan. 2018 (CET)

Freut mich! Die erste Fassung meines Lieds entstand übrigens etwa im Jahr 1974. --Roderich Kahn (Diskussion) 10:40, 20. Jan. 2018 (CET)

Ist "Massenexzess" eine physikalische Größe?

Hallo @UvM:
Habe eben erst Dein „Kleingedrucktes“ gelesen. "Einerseits ist es das Merkmal physikalischer Größen, von Einheiten unabhängig zu sein"? Dann schlag mal vor, als was Du den Massenexzess bezeichnen willst. Eine physikalische Größe ist dann ja nicht."

Selbstverständlich ist Massenexzess eine physikalische Größe, selbstverständlich ist Massenexzess unabhängig von einer Einheit. Üblich ist die Energieeinheit keV. Das Recht bleibt Dir unbenommen, den Massenexzess in Gigawattagen anzugeben.

Es gab in den Diskussionen des Artikels "Massenexzess" eine merkwürdiges „Mir scheint“, das mir durch meine Watchlist gerutscht ist: @Bleckneuhaus: „Mir scheint, die (Hilfs-)Größe $A_{u}$ könnte eine Erfindung des Artikelschreibers sein. Wenn ja, würde ich das ganze einfacher sagen wollen. --jbn (Diskussion)21:52, 10. Mär. 2017 (CET)“

Was eine Größe ist, sollte man mal in der WP unter Physikalische Größe nachschlagen! $A_{u}$ ist ein Zahlenwert. Du hattest Bleckneuhaus völlig korrekt geantwortet:

„:$A_{u}$ ist keine Größe, sondern nur -- eigentlich doch deutlich erkennbar -- die Maßzahl der in u angebenen Masse. Diese Maßzahl für sich allein wird zur ordentlichen Definition der Hilfsgröße Massenexzess unweigerlich benötigt. Gruß, --UvM (Diskussion) 22:09, 10. Mär. 2017 (CET)“

Etwas anderes ist es mit der durch $\Delta =(A_{u}-A)\cdot u\cdot c^{2}$ definierten Größe "Massenexzess". Ich hatte den Diskussionspunkt „Mir scheint“ übersehen. Bleckneuhaus hatte aber die löbliche Absicht , „... diesen Artikel weiter zu verbessern“ (seine letzten Worte in "Redaktion Physik/Qualitätssicherung, Problemfall "Massenexzess"), die er am 09:45, 9. Aug. 2016 (CEST) eigentlich nicht hatte, denn er habe „gerade anderes zu tun“. Die „Friedenspfeife“, die ich ihm gereicht hatte, hat er ausgeschlagen.

So werde ich denn in den nächsten Tagen den Artikel "Massenexzess" wieder den rechten Sinn geben müssen. Dennoch bist Du nicht unschuldig. Du hast am 14:07, 31. Jul. 2016‎ den wichtigen zweiten Satz meiner Definition der Größe "Massenexzess" mit einem Federstrich weggewischt, der da lautete: "$A_{u}$ ist der Zahlenwert {$m$} und die atomare Masseneinheit $u$ die Einheit [$m$] der physikalischen Größe $m$, der Atommasse." Hättest Du das nicht getan, hätte ich jetzt Arbeitszeit für den Artikel "Atommassenevaluation" frei, um u. a. die im Jahr 1997 erstmalig veröffentlichte Datensammlung "NUBASE" zu erläutern. Wie Du weißt, steht dort ausschließlich die Größe "Massenexzess", die Atommasse aber nicht mehr drin. Von wegen "veraltete Größe"! Dennoch, ich weiß, Du hast es gut gemeint. Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 21:48, 27. Jan. 2018 (CET)

Diese Diskussion gehört nicht hierher, sondern auf die Seite Diskussion:Massenexzess. Ich kopiere sie jetzt dorthin (gekürzt, ohne die persönlichen Querelen und Nachkarterei) und antworte dann dort. --UvM (Diskussion) 22:08, 27. Jan. 2018 (CET)

Diese Diskussion gehört nicht hierher, das ist richtig. Aber wenn die Frage „Dann schlag mal vor, als was Du den Massenexzess bezeichnen willst. Eine physikalische Größe ist (er) dann ja nicht.“ hier gestellt wird, muss sie auch hier beantwortet werden und die Antwort hier stehen bleiben. --Roderich Kahn (Diskussion) 16:30, 28. Jan. 2018 (CET)

Anschauliche Deutung?

Hallo UvM,
habe eben den Abschnitt Anschauliche Deutung? neu geschrieben. Sollten wir und andere im Verlauf der weiteren Vertiefung unserer Arbeit zur Größe Neutronenfluss zur Überzeugung kommen, dass sich Wirtz und Beckurts geirrt haben, würde ich diesen Abschnitt liebend gern ganz streichen. Eigentlich habe ich die Nase voll von „Deutungen“. So bald wie möglich werde ich den Artikel Neutronenstrom schreiben, außerdem den Abschnitt Kernreaktionsratendichte im Artikel Kernreaktionsrate.

Du hattest die Erläuterung, die ich Dir mal geschrieben hatte, mit Deinen Worten unter „Deutungen“ eingeordnet.

„Für die wichtigste Anwendung des Begriffs, den Kernreaktor, gilt auch: Die lokale Reaktionsratendichte, d. h. die Anzahl der Kernspaltungen geteilt durch die Zeitspanne und durch das Volumen des betrachteten Raumbereichs, ist offensichtlich proportional

• der Anzahldichte der spaltbaren Kerne (gemessen z. B. in Kernen pro cm³),
• der Neutronendichte (siehe oben)
• und dem Geschwindigkeitsbetrag der Neutronen, denn der Betrag der Geschwindigkeit bestimmt, wie viele Neutronen pro Zeitspanne die „Gelegenheit“ zur Reaktion mit einem bestimmten Kern erhalten.

Fasst man Neutronendichte und Neutronengeschwindigkeit zum Produkt zusammen, ergibt sich der Neutronenfluss.“

Das packe ich in den Abschnitt ''Kernreaktionsratendichte im Artikel Kernreaktionsrate. Eine „Deutung“ ist das IMHO übrigens nicht. Es führt zur originären (und wahrscheinlich einzig möglichen) Definition der Größe Neutronenfluss. Gruß--Roderich Kahn (Diskussion) 22:56, 25. Jan. 2018 (CET)

Hallo,

jetzt muss ich auch mal dichten:

Roderich, Roderich,

Roderich, so geht das nich'.

Du hast für Deine letzten Beiträge (außer dem hier diskutierten) zu diesem Artikel wirklich Dank und Anerkennung verdient. Dass Du die „Wirtz-Kugel“ nicht magst, ist altbekannt, das Thema hatten wir cshon mal. Aber dass Du eine solche Polemik ("Ob diese Aussage der Autoren Wirtz und Beckurts, die sich in keiner der hier zitierten englischsprachigen Monografien findet, einen rationalen Kern hat, ist nicht auszuschließen, aber umstritten.") ohne jeden Beleg und ohne jedes physikalische Argument in den Artikel setzt, ist indiskutabel, siehe WP:POV. Wo bitte ist denn der "rationale Kern" Deiner Ablehnung? Wer außer Dir persönlich bestreitet die Richtigkeit dieser Definition? Diese Definition (oder Deutung oder Veranschaulichung, nenne es wie Du willst) steht doch in keinem Widerspruch zu der anderen, am Artikelanfang genannten. Dass Du dieses Thema nach so langer Zeit jetzt wieder aufbringst, und in dieser Form, ist enttäuschend. Ich komme jetzt und morgen und übermorgen nicht dazu, den Abschnitt wieder zu ändern -- einfach revertieren will ich nicht, sonst ist mit Dir wieder gar nicht zu reden -- aber so wie jetzt kann das auf keinen Fall bleiben.

Übrigens, nebenbei: "Einerseits ist es das Merkmal physikalischer Größen, von Einheiten unabhängig zu sein"? Dann schlag mal vor, als was Du den Massenexzess bezeichnen willst. Eine physikalische Größe ist dann ja nicht.

Kopfschüttelnd UvM (Diskussion) 22:30, 26. Jan. 2018 (CET)

Hallo UvM,
Kopfschütteln hilft da nichts. Ich habe in dem Abschnitt gesagt, was IMHO zu einer Hypothese gesagt werden kann und muss:

• Den Erstautor einer Hypothese genau zitiert.
• Nicht gesagt, dass die Hypothese falsch ist.
• Zweifel angemeldet.
• Auswirkung auf DIN-Norm dargestellt.

Ein Schild "Wirtz-Hypothese?" hängt bei mir seit 1972 überm Schreibtisch;-)

• Habe mir von einem Kollegen deshalb das Buch geborgt (und nicht zurückgegeben!).
• Wochen darüber gebrütet und herumgerechnet, was wohl damit gemeint sei. ("So blöd kann ich doch auch wieder nicht sein!")
• Meine Kollegen damit genervt.

Argument für "Insider": In der Neutronendiffusionsnäherung sind Neutronenfluss $\Phi$ und Neutronenstrom ${\vec {j}}$ durch die Gleichung

${\vec {j}}=-D\ \operatorname {grad} \Phi$

miteinander verknüpft.(Glasstone 1952, S. 92) Dabei ist $D$ der Diffusionskoeffizient (Eben „wie Vektorfeld und Potential“, s. Lied des Neutronenflusses, Zusatzstrophe). „Wie man sofort sieht“: In einem Raumbereich mit einem über diesen Raumbereich konstanten, ruhig richtig hohen Neutronenfluss, ist der Neutronenstrom Null. Wenn der Neutronenstrom Null ist, fließt auch nix durch keine Fläche nicht. Und zwar unabhängig davon, ob es der Innenraum einer kleinen oder großen Kugelschachtel ist. Da wird (im Mittel) auch nicht „jedes Neutron zweimal durch die Kugeloberfläche“ hindurchtreten. Oder täusche ich mich?

Ergo: Wenn Du mir die „Wirtz-Hypothese“ beweisen kannst (das geht unter Physikern!) oder einen Menschen auf der Welt nennst, der das kann, spendiere ich Dir einen Kasten Bier (großzügig?). Auf jeden Fall weiß ich zu schätzen, dass Du beim Abschnitt "Anschauliche Deutung?" eine vornehme Zurückhaltung an den Tag gelegt hast. Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 15:32, 27. Jan. 2018 (CET)

Du missverstehst etwas völlig. Die Vorstellung mit der kleinen Kreisscheibe, die für jedes Neutron in die entsprechende Richtung gedreht zu denken ist (und damit als Einhüllende die Kugel ergibt), ist keine „Hypothese“, und damit auch nicht „beweisbar“. Was Du da „herumgerechnet“ haben magst, ist mir rätselhaft. Sie ist vielmehr nur eine Vorstellung -- für Viele (darunter mich) eine sehr anschauliche und treffende, für Dich eben nicht. Man kann sie durchaus als Definition des n-Flusses verwenden und erhält keinerlei Widerspruch zu der anderen, klassischen Definition; von „Definition“ in „Veranschaulichung“ umgetauft hatte ich sie eigentlich Dir zuliebe.

"In einem Raumbereich mit einem über diesen Raumbereich konstanten, ruhig richtig hohen Neutronenfluss, ist der Neutronenstrom Null."?? Nein. Betrachte den Extremfall, dass die "richtig vielen" Neutronen alle mit gleicher Geschwindigkeit v in genau die gleiche Richtung fliegen. Dann ist der Fluss Phi = n · v über den Raumbereich konstant und ungleich Null, aber der Neutronenstrom ebenfalls. Der Strom ist nur dann null, wenn alle Flugrichtungen gleich oft vorkommen. Dem Satz "im Zentrum eines völlig symmetrischen Kernreaktors ist z.B. der Neutronenstrom gleich Null, der Neutronenfluss nicht" hast du selbst zugestimmt, siehe Diskussion:Neutronenfluss/Archiv unter „Vorschlag zur Neufassung“. Dem n-Fluss als Skalar sind die Flugrichtungen eben egal (und das führt zu der Kugelvorstellung), aber dem n-Strom als Vektor nicht.

Im Ziegler/Allelein, 2. Auflage 2013, Seite 58, werden beide Definitionen des n-Flusses gleichwertig angegeben.

Übrigens werden Neutronen"intensitäten" erfahrungsgemaäß immer als n-Fluss angegeben, auch da, wo eindeutig ein n-Strom vorhanden ist: bei Strahlrohren an Forschungsreaktoren, Beschleuniger-n-Quellen, Fusionsreaktorblankets usw. Und auch im Weltraum, wie Dein gelungener Abschnitt im Artikel zeigt...

Gruß, UvM (Diskussion) 11:56, 28. Jan. 2018 (CET)

Der Abschnitt ist wieder geändert. --UvM (Diskussion) 14:07, 30. Jan. 2018 (CET)

Hallo @UvM: zum ersten Mal bin ich richtig froh, dass Du meinen Abschnitt Anschauliche Deutung? gestrichen hast. Das ist nicht ironisch gemeint. Nicht, dass ich nicht voll hinter meinem Text stehe würde. Aber er bringt dem, der verstehen will, wie er die Größe Neutronenfluss anwenden soll, rein gar nichts. Hatte ich doch schon am 25. Januar geschrieben, das ich „diesen Abschnitt liebend gern ganz streichen“ würde.

Ich verspreche, ich mache an Deinem Abschnitt mit der neuen Überschrift „Anschauliche Erklärung“ keine Änderungen mehr. Trotzdem verstehe ich nicht, was Du sagen willst. Ob allerdings Ziegler/Allelein, bzw. deren Monografie von 2013, in dieser Frage (und nur in dieser Frage, ich habe Ziegler immer geschätzt) als „Gewährsmänner“ herangezogen werden können, steht auf einem anderen Blatt.

Darin, was eine „anschauliche Deutung“ (klingt nach „Sterndeuter“) sein kann, sind unsere Ansichten sehr voneinander entfernt. Du hattest den Abschnitt Zwei anschauliche Deutungen in früheren Versionen genannt. Mich hattest Du in der der zweiten „Deutung“ sinngemäß zitiert. Um aus dem Ruche der „Deutung“ herauszukommen, habe ich vorgestern den WP-Artikel Kernreaktionsrate geschrieben. Und zwar bevor ich Dir hier antworte. Morgen dann weiter zum Artikel Atomic Mass Evaluation. Viele Grüße --Roderich Kahn (Diskussion) 22:52, 31. Jan. 2018 (CET)

Formelzeichen für die Geschwindigkeit

Hallo @Alturand: Deine Änderung des Symbols für die Geschwindigkeit $v$ der Teilchen war gut gemeint und richtig. Aber Du überschaust die Konsequenzen nicht, siehe mein Artikel Kernreaktionsrate. Und das ist nur der Anfang. Das Symbol $v$ ist so üblich und wird in ungezählten Publikation international so verwendet. Auch ist hier $\Phi =n\cdot \left|<{\vec {v}}>\right|$ für Anfänger eher verwirrend. Ich arbeite gerade an einem Artikel, wo die Geschwindigkeitsunterschiede eine wichtige Rolle spielen. Aber dort wird, wie Du sehen wirst, eine andere Symbolik verwendet. Meine alte Regel: In physikalischen Texten nur etwas ändern, wo man wirklich zu Hause ist. Trotzdem vielen Dank für Dein Interesse. Zum Thema "Physikalische Größe" (unabhängig vom Spezialfall "Massenexzess"), was uns wahrscheinlich beiden am Herzen liegt, melde ich mich in den nächsten Tagen auf Deiner Benutzer-Diskussionsseite. Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 17:15, 30. Jan. 2018 (CET)

@Roderich Kahn: Der Artikel dient nicht für Leute, die im Fachgebiet zu Hause sind. $v$ ist so ziemlich überall (außerhalb der speziellen von Dir genannten Literatur) der Betrag der vektoriellen Geschwindigkeit ${\vec {v}}$ eines einzelnen Teilchens. Im Sinne der Allgemeinverständlichkeit sollten wir verdeutlichen, dass hier sowohl eine Mitelung über eine Menge von Teilchen als auch eine Betragsbildung erfolgt und die nicht nur in (für manche Leser) nicht eindeutiger Sprachform (Mittelwert des Betrags - vs. Betrag des Mittelwerts, was viele Laien nicht unterscheiden können), sondern auch in mathematisch eindeutiger Form, so wie ich es versuchte. Wir können diesen Hinweis gern in die Erklärung von v verschieben.

Dann noch eine Frage von mir als Laien: Der gesamte Neutronenfluss aus einer homogen kugelförmig strahlenden Quelle ist wirklich 0? Das käme nämlich beim "Betrag der mittleren Geschwindigkeit" raus $\left|<{\vec {v}}>\right|$. Der "mittlere Betrag der Geschwindigkeit" $<\left|{\vec {v}}\right|>$ wäre da schon was anderes. Oder geht es hier um ein zeitliches Mittel der Geschwindigkeit eines einzelnen Neutrons mit der Neutronendichte n? Fragen über Fragen...und viele Mögilchkeiten, den aktuellen Text mit seinen Formeln zu interpretieren...--Alturand (Diskussion) 18:57, 31. Jan. 2018 (CET)

@Alturand: Ich beginne mit Deiner letzten Frage und antworte Dir, was ich eigentlich erst in meiner nächsten Publikation schreiben wollte, da es in der WP kein Urheberrecht gibt. Doch auch Diskussionsbeiträge sind ja irgendwie festgeschrieben. Ich zitiere meine Strophe: „Addier' skalar Geschwindigkeiten / Der Teilchen, die im Raum vereint, / und teil' die Summe durchs Volumen, / die Größe ist es, die mich meint.“

• Schlage Dir einen Raumbereich ab, miss die Beträge der Geschwindigkeiten aller Teilchen zu einem gegebenen Zeitpunkt (was ein Physiker natürlich glatt kann!), addiere sie und teile die Summe durch das Volumen des Raumbereichs. Diese Größe ist es, die Neutronenfluss heißt. Echte Statistische Physik und bei Ludwig Boltzmann abgeschaut. Das Produkt $n\cdot v$ ist eigentlich nur eine physikalische Größe. Formeln, wenn gewünscht, vorläufig nur per E-Mail.
• Zu Deiner Frage davor: Du musst etwas mißverstanden haben. Nicht der Neutronenfluss ist es, der Null sein kann. Dann wäre der Ofen aus. Es ist der Neutronenstrom, ein Vektor, der Null sein kann. Dann fließt (im Mittel) nichts mehr von Ort zu Ort (Artikel Neutronenstrom ist fast fertig). In der Realität kommt der homogene Salzschmelzenreaktor dieser Eigenschaft am nächsten.
• Gerade weil der Artikel „nicht für Leute, die im Fachgebiet zu Hause“ bestimmt ist, sollten wir es bei $v$ belassen. Hast Du schon mal einen Physiker getroffen, der, was die Größe Neutronenfluss betrifft, „zu Hause ist“? Dann nenne ihn mir, ich werden ihn einladen. Blättere in der Versionsgeschichte des Artikels Neutronenfluss! --Roderich Kahn (Diskussion) 20:03, 31. Jan. 2018 (CET)

Neutronenfluss und "Freie Weglänge"

Hallo @Alturand: Mit Deiner Hinzufügung um 20:16 am 31. Jan. 2018‎ „Anschaulich entspricht er der auf das Volumen und die Zeit bezogenen freien Weglänge eines Neutrons“ hast Du uns ja ein Kuckucksei ins schöne Nest des Neutronenflusses gelegt. Der Satz ist mir erst heute aufgefallen und ich habe ihn korrigiert (obwohl der korrigierte Satz weiter unten im Text ja schon steht). Die mittlere freie Weglänge $l$ eines Neutrons ist

$l={\frac {1}{\Sigma }}$.

$\Sigma$ ist der makroskopische Wirkungsquerschnitt. Was das ist, kannst Du in meinem Artikel Kernreaktionsrate nachlesen. Was wolltest Du damit sagen und wo hast Du ihn her? Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 16:51, 7. Feb. 2018 (CET)

Oops, ich sollte wirklich nicht so voreilig schreiben. Mein Fehler. Die Quelle schreibt "track length" - das ist natürlich nicht die "mittlere freie Weglänge" sondern der insgesamt zurückgelegte Weg. --Alturand (Diskussion) 18:37, 7. Feb. 2018 (CET)

Spezial:Diff/173764800/173778763 - Dichte x Geschwindigkeit -> Weg geteilt durch das Raumvolumen und die Zeit

@Roderich Kahn: Mit Deinem Edit habe ich große Schwierigkeiten. Und noch mehr mit Deinem Editkommentar, den ich für unüberlegt arrogant halte. Aber zunächst mal zum Edit selbst. Der Neutronenfluss wird weiter oben als Produkt aus einer der Neutronendichte (auf das Volumen bezogene Anzahl der Neutronen) und einer Geschwindigkeit definiert. Weiter unten im Artikel wird erläutert, dass der Neutronenfluss eine Funktion vom Ort (eines möglicherweise infinitesimal kleinen Raumbereichs), der Energie und der Zeit ist. Mathematisch Korrekt ausgedrückt wäre der Neutronenfluss also die mit dem Geschwindigkeitsbetrag gewichtetet Zustandsdichte der Neutronen am Ort ${\vec {r}}$: $\Phi ({\vec {r}},E,t)=\lim _{\Delta {\vec {r}}\rightarrow {\vec {0}},\Delta _{E}\rightarrow 0}\int _{{\vec {r}}-\Delta {\vec {r}}}^{{\vec {r}}+\Delta {\vec {r}}}d^{3}r\int _{E-\Delta E}^{E+\Delta E}dE\sum _{i}\delta ({\vec {r}}-{\vec {r}}_{i}(t))\Theta (E_{i}(t)-E-\Delta E)\Theta (E+\Delta E-E_{i}(t))|{\vec {v}}_{i}(t)|$ mit der diracschen Deltafunktion $\delta ({\vec {r}})$, der Thetafunktion $\Theta (E)$ und den Orten ${\vec {r}}_{i}$, Energien $E_{i}$ und Geschwindigkeiten ${\vec {v}}_{i}$ der einzelnen Neutronen.

Eine Dichte an einem Ort ist mitnichten identisch zur "Anzahl von Teilchen in einem (möglicherweise infinitesimal kleinen) Raumbereich geteilt durch dessen Volumen". Schon gar nicht in diesem Fall, wo der Kontinuumsübergang von diskreten Teilchen zu Dichten aufgrund des potentiall unstetigen Geschwindigkeitsfelds $v({\vec {r}})$ problematisch wird. In der Originalquelle (von 1952!) steht natürlich die Aussage "Der Neutronenfluss ausgedrückt in 1/cm²s entspricht der Wegstrecke pro Kubikzentimeter und Sekunde". Nach heutiger Ausdruckweise, die aus gutem Grund die physikalisch Größe unabhängig vom Maßsystem und der Wahl der Eiheiten betrachtet, ist diese Aussage zumindestens irreführend (trägt ein Neutron bei, das nach weniger als einer Sekunde zerfällt? oder das den Kubikzentimeter verlässt?) und wir sollten der aktuellen Korrektheit hier gegenüüber der historischen Authentizität den Vorzug geben. Ich habe nichts dagegen, den Kontinuumsübergang zur (Zustands)dichte zu machen, um die Dirac- und Thetafunktionen los zu werden. Oder wir bleiben im ganzen Artikel bei einem Probevolumen und vergessen das mit den Dichten, sondern reden konsistent ausschließlich von Anzahlen und Volumen.-- Alturand (Diskussion) 11:15, 8. Feb. 2018 (CET)

Hallo @Alturand: Zunächst einmal: Für arrogant würde ich eventuell den halten, der in einem Artikel solche Sätze wie „Anschaulich entspricht er der auf das Volumen und die Zeit bezogenen freien Weglänge eines Neutrons“ mir nichts dir nichts hineinsetzt. Aber Du bist nicht arrogant. Gefreut habe ich mich heute über Dich, wie klar Du Deinen Fehler zugegeben hast. Leider habe ich nicht vergessen, dass auch Du Dich schon früher in eine Materie eingemischt hast, wo Du "nicht ganz zu Hause" warst (Diskussion Qualitätssicherung Massenexzess). Mir liegt eigentlich Arroganz fern. Wenn Du das so aufgefasst hast, bitte ich um Entschuldigung.

Nun zu Sache: Was zum Beispiel kurz "Neutronendichte" genannt wird, meint die "Anzahldichte der Neutronen" in einem gegebenen Raumbereich (siehe dazu mein alter Artikelentwurf Anzahldichte, den ich gerade überarbeite und zu dem Du gern beitragen kannst).

• Eine Anzahldichte ist als physikalische Größe (im Prinzip) eine zählbare Größe. Ihr kommen wir mit Infinitesimalrechnung näherungsweise nur bei, wenn zum Beispiel in einem Raumbereich hinreichend viele Teilchen vorhanden sind. Dann können wir sie näherungsweise anwenden. Da muss Du einfach umdenken. Wählen wir einen Raumbereich zu klein, ist womöglich gar kein Teilchen mehr drin.

• Was den Neutronenfluss betrifft: Es gibt kein "unstetiges Geschwindigkeitsfeld", sondern nur Teilchen in einem Raumbereich, die im Realfall alle unterschiedliche Geschwindigkeiten besitzen. Denke immer an kinetische Gastheorie. Neutronen bilden ein dünnes Gas (wie dünn, werde ich in einem Artikel Neutronendichte beschreiben).

• Die Fehler der Originalquellen wie: "Der Neutronenfluss ausgedrückt in 1/cm²s entspricht der Wegstrecke pro Kubikzentimeter und Sekunde" habe ich ja gerade mit dem WP-Artikel beseitigt. Das waren halt frühe Zeiten! Mit meiner Version des Artikels "Neutronenfluss" erhebe ich den Anspruch, alle Größen nach heutiger Vorstellung zu definieren und anzuwenden. Ich gebe Dir den Rat: Lies Dich nicht zu sehr in meinen geliebten Glasstone-Edlund ein. Was physikalische Größen betrifft, könnte eine "Korrektur" des Buchs leicht ein Lebenswerk werden.

• Ganz ohne Arroganz: Dein Problem "trägt ein Neutron bei, das nach weniger als einer Sekunde zerfällt" wirst Du sofort verstehen, wenn etwas mehr "Stoff" zu Sache in der WP stehen wird. Die Grundgleichungen sind von der Sache her "einfache" Bilanzgleichungen: Raumbereich abstecken: Wieviele Neutronen kommen innerhalb eines Zeitintervalls rein, wieviele werden im Raumbereich "geboren", wieviele "sterben" (werden absorbiert). Gemeinsam mit Atomkernen in einem Raumbereich "leben" Neutronen in der Regel nur Mikro- bis Millisekunden.

• Was die Größe "Dichte" betrifft. Nochmals, wir unterscheiden "Massendichten" und "Anzahldichten". Was hier stets gemeint ist, sind "Anzahldichten".

Vielleicht konnte ich Deine, mir durchaus verständlichen, Bauchschmerzen lindern. Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 12:41, 8. Feb. 2018 (CET)

So langsam kommen wir zusammen. Nimm bitte meine gutgemeinten (aber manchmal nicht gutgemachten) Versuche als Hinweise darauf, wie ein Nicht-Fach-Einheimischer den Artikel lesen kann, und welches (Miß-)verständnis in der Sache der Artikel in seiner jeweiligen Version hervorrufen kann. Ich freue mich sehr, dass es uns (wie auch damals beim Massenexzess) meist in ein paar Iterationen gelingt, in der Diskussion ein paar der Unklarheiten zu beseitigen.

Bei der Analyse Deiner Erwiderung habe ich das kleine graue Logikwölkchen in meinem Hirn analysiert und eine unnötige Denk-Schleife entdeckt: wie Du zurecht schreibst, geht es beim Neutronenfluss um die Anzahldichte zählbare Teilchen in einem Probevolumen und nicht um ein Kontinuum. Das wäre bei der Massendichte ja grundsätzlich auch nicht anders. Bei der Massendichte lässt sich aber der Kontinummsübergang recht leicht herstellen, da die Folge der Dichtewerte bis hin zur Größe der Elementarzelle (mein Fachgebiet) konvergiert. Beim Neutronenfluss ist das anders: die $v_{i}$ in ${\frac {1}{V}}\sum _{i}v_{i}$ sind (anders als die Massen) einigermaßen zufallsverteilt - die Varianz nimmt also mit Reduktion des Volumens aufgrund der sinkenden Stichprobengröße zu statt ab (Lt. gaußschem Mittelwertsatz in etwa mit ${\frac {1}{\sqrt {N}}}$). Das ist ein Hinweis auf eher schlechtes Konvergenzverhalten.

In Folge dessen erzeugt zumindest in meinem Hirn der gedankliche nicht notwendige (Um-)weg über die Anzahldichte das Miskonzept einer lokalen Größe $\Phi ({\vec {r}})$, das aber so nicht existiert, weil die Konvergenz für kleine Volumina um ${\vec {r}}$ schlecht ist.

Wenn wir gleich in der Einleitung vom "Neutronenfluss in einem Probeolumen" und statt der "~dichte" vom "Volumen und Zeitbezug" sprächen, wäre dieses Missverständnis von einem existierenden Grenzwert ausgeräumt.

--Alturand (Diskussion) 10:14, 11. Feb. 2018 (CET)

Hallo @Alturand: Was Du zuletzt geschrieben hast, trifft genau ins Schwarze und ich habe mich über Deine Antwort sehr gefreut. Meine Strophe: „Addier' skalar Geschwindigkeiten / Der Teilchen, die im Raum vereint, / und teil' die Summe durchs Volumen, / die Größe ist es, die mich (den Neutronenfluss) meint“ enthält genau das, was künftig über die physikalische Größe Neutronenfluss in Lehrbüchern zuerst gesagt werden sollte:

$\Phi ={\frac {1}{V}}\sum _{i}v_{i}$.

Die Strophe enthält, wie ich ja oben schon gesagt habe, „implizit“ auch den physikalisch korrekten Namen (den ich bisher verschwiegen habe) für das, was Neutronenfluss genannt wird:

Die Größe Neutronenfluss ist die (mittlere) skalare Geschwindigkeitsdichte der Neutronen in einem Raumbereich.

Mehr ist nicht zu sagen für die (exakte) Definition der Größe Neutronenfluss. Das war mir nach der Lektüre der Originalarbeiten von Ludwig Boltzmann schnell klar. Wie ich ebenfalls auf dieser Diskussionsseite schon gesagt habe, beanspruche ich für diese Definition das Urheberrecht. Was ich aber nicht möchte, ist, dass eine Kurzform Geschwindigkeitsdichte künftig den Namen Neutronenfluss ersetzen soll (Ich zitiere mich noch einmal: „was bei meinem schwachen Durchsetzungspotential eh vergebliche Liebesmüh wäre“). Mein Grund ist ein sprachlicher: Die unter Insidern übliche Kurzform Fluss hat eine Silbe, Geschwindigkeitsdichte aber leider sechs! Darauf sollten wir Physiker ab und an auch achten. Gruß --Roderich Kahn (Diskussion) 08:37, 12. Feb. 2018 (CET)

Mir gefällt die ~dichte noch nicht ganz...wobei ich mit einer "mittleren ~dichte in einem Raumbereich" (ohne Klammern um "mittlere")nicht in dieses seltsame Mißverständnis geriete. Der "Raumbereich" macht das Ganze irgendwie wett. Dein Argument mit der Silbenzahl kann ich gerade nicht nachvollziehen - aber Geschwindigkeitsdichte gefällt mir auch nicht. Wie wäre es mit "...mittlere mit dem Betrag der Neutronengeschwindigkeit gewichtete Anzahldichte..."? -- Alturand (Diskussion) 19:37, 12. Feb. 2018 (CET)

Neutronentransport- und Neutronendiffusionsprogramme

Habe eben dem Artikel "Neutronenfluss" den praxisbezogenen Abschnitt "Neutronentransport- und Neutronendiffusionsprogramme" hinzugefügt. Damit ist der erste Einstieg in die noch immer fehlende Kategorie "Reaktorphysik" in der Wikipedia geschafft. Ich hoffe, der Abschnitt gibt eine erste Vorstellung davon, was noch kommen wird. Auf jeden Fall enthält der Abschnitt sehr praxisbezogene Links, zum Beispiel: „Wo bekomme ich ein Neutronentransportprogramm her und was kostet es?“ Wer mit einem „einfachen“ Neutronentransport- oder einem „ausgewachsenem“ Neutronendiffusionsprogramm liebäugelt, kann sich ja schon mal eins in der NEA Computer Program Library aussuchen.[8] --Roderich Kahn (Diskussion) 20:11, 6. Feb. 2018 (CET)

Hallo Roderich,

einen Satz habe ich gestrichen, weil er in so allgemeiner Form nicht zutrifft. Man kann mit einem Diffusionsprogramm durchaus eigenständig Kritikalität und Flussverteilung in einer Anordnung berechnen. Der fragliche Satz gilt vermutlich für Kraftwerksreaktoren mit ihren hohen Genauigkeitsanforderungen (nehme ich an). Aber z.B. die in der SNEAK aufzubauenden Versuchskerne für schnelle Reaktoren wurden normalerweise nur mit einem 2-dimensionalen Diffusionsprogramm (in 26 Energiegruppen) berechnet, ohne Ergebnisse von vorhergegangenen Transportrechnungen einspeisen zu müssen, und das stimmte genau genug.

Bitte füge Deinen Satz mit der entsprechenden Einschränkung wieder ein. Gruß, UvM (Diskussion) 14:05, 13. Feb. 2018 (CET)

Neufassung vom 18.02.18 des Abschnitts Neutronenflusspektrum

Ach Roderich Kahn:
die hinzugekommene Spektrumsabbildung ist gut und dankenswert. Aber vergiss doch bitte nicht immer wieder, was Du selbst in der Einleitung so schön dargestellt hast: es gibt Neutronenfluss keineswegs nur in Kernreaktoren! Erläuterungen dieser physikalischen Größe allgemein und ihrer Bedeutung speziell für Reaktoren sind verschiedene Themen!

An dieser Stelle hier, weit vorne im Artikel, sollen dem fachfremden Leser erstmal möglichst leichtverständlich der totale Fluss und mit ihm zusammenhängenden Größen erklärt werden. Die Anwendung auf Reaktoren kommt später, das zeigt das Inhaltsverzeichnis doch deutlich. Und reaktorspezifische Begriffe wie Abbrand, Gruppenflüsse (überhaupt der Jargon-Plural "die Flüsse"), Gruppenkonstanten und Neutronendiffusionstheorie haben hier an dieser Stelle des Artikels nichts zu suchen (und auch im Teil über Reaktoren nur, sofern dem Leser dann auch erklärt wird, was das alles ist. Vielleicht solltest Du statt solchen Wortgeklingels das alles (auch den Abschnitt über Rechenprogramme) lieber in einem eigenen Artikel Kernreaktorberechnung darstellen? Der Artikel hier wird allmählich unübersichtlich groß.). --UvM (Diskussion) 17:01, 18. Feb. 2018 (CET)

@UvM: Habe schon mal zwei weniger wichtige Punkte gestrichen. Flüsse, insbesondere Gruppenflüsse, ist mitnichten Jargon-Plural. Meine Rechnung ergab 402 * 190 = 76380 Flusswerte oder Gruppenflüsse. Das ist in meinem Fach übliche Sprechweise gewesen und ist es immer noch.

Bitte beachte, dass ich bei allen Literaturstellen das Attribut name gesetzt habe, also z. B.

<ref name="Bell_1970">
{{Literatur |Autor=George I. Bell, Samuel Glasstone |Titel=Nuclear reactor theory |Verlag=Van  Nostrand Reinhold |Ort=New York |Datum=1970 |Umfang=XVIII, 619 S. |Seiten= 2 ff.}}
</ref>

Alle Literaturstellen versammle ich dann unter Einzelnachweise. Das habe ich in diesem Artikel getan und würde es gern für alle Physik-Literaturstellen der Wikipedia empfehlen und werde das am dafür zuständigen Ort anregen. --Roderich Kahn (Diskussion) 18:43, 18. Feb. 2018 (CET)

Doch, "Flüsse" statt Flusswerte ist Jargon. Ob du's glaubst oder nicht, auch ich kenne die in meinem Fach übliche Sprechweise, aber diese ist eben das, was ich als Jargon bezeichnet habe. Wir schreiben hier-- wie oft muss man das denn noch herbeten? -- eben nicht für die Kenner der jeweiligen Fachsprache!!! Fachsprachliche Ausdrücke müssen entweder durch "normale" Sprache ersetzt oder, wenn das nicht gut geht, erläutert werden. Sonst ist es nur Wortgeklingel und nützt dem Leser nicht.--UvM (Diskussion) 19:20, 18. Feb. 2018 (CET)