Techniklexikon

Diffusionslänge

Festkörperphysik, 1) Festkörperphysik: die mittlere Entfernung L, die ein Nichtgleichgewichtsladungsträger im Halbleiter aufgrund der Diffusion während der Lebensdauer t (Rekombination) zurückgelegt: L² = D t. Dabei ist D der Diffusionskoeffizient. Die Diffusionslänge wird häufig zur qualitativen Charakterisierung von Halbleiterkristallen verwendet, da sie bei vorgegebener Temperatur für ein bestimmtes Material von der Zahl an Rekombinationszentren und Haftstellen abhängt.

2) Reaktorphysik: bei der Neutronendiffusion anschaulich die Relaxationslänge eines Neutronenfeldes; die Diffusionslänge charakterisiert den Abfall der Exponentialfunktion, die die Ortsabhängigkeit des Neutronenflusses beschreibt.

Im Falle einer flächenhaften, ebenen Quelle thermischer Neutronen gibt die Diffusionslänge an, in welcher Entfernung von der Fläche die Neutronendichte infolge Absorptionen auf den e-ten Teil abgefallen ist. Wie man vergleichsweise feststellt, ist die Diffusionslänge für Wasser wesentlich kleiner als die Bremslänge für Wasser (Neutronenbremsung), wohingegen für schweres Wasser und für Graphit das Umgekehrte der Fall ist (Tabelle). Das hat zur Folge, dass der Prozentsatz der Neutronen, deren Energien oberhalb der thermischen liegen, besonders gross ist bei H₂O-moderierten Reaktoren und nur relativ klein bei Reaktoren, die D₂O oder Graphit als Moderator enthalten.

Diffusionslänge einiger Substanzen.

bottom:solid black 1.1pt;border-right: none;mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .6pt; mso-border-bottom-alt:solid black 1.1pt;padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'>	bottom:solid black 1.1pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black 1.1pt; padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'> H2O	bottom:solid black 1.1pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black 1.1pt; padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'> D2O	bottom:solid black 1.1pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black 1.1pt; padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'> Beryllium	bottom:solid black 1.1pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black 1.1pt; mso-border-right-alt:solid black .6pt;padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'> Graphit
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none;mso-border-left-alt:solid black .75pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'> L in cm	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'> 2,85	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'> 116	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'> 20,8	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-bottom-alt: solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 0cm 0cm 0cm\'> 54,4