四因子公式

四因子公式（英语：The four-factor formula）是由美国科学家费米所提出，应用于核工程核连锁反应无限增殖因数计算的公式。此公式为：k∞ = ηεpf，四因子为：快中子增殖因数ε，逃脱共振俘获概率p，热中子利用系数f和每次吸收的中子产额η。该公式用于估计无限增殖因数k∞，即在无限大的反应炉心中，中子逃逸可不计的情况下的增殖因数。

增殖因数k定义为一代中子数与前一代中子数的比值，即：

根据k的值，核连锁反应状态可以分为三种：

- 若k大于1，此核连锁反应状态被称为超临界，中子数目会呈指数增加。

- 若k小于1，此核连锁反应状态被称为次临界，中子数目会呈指数减少。

- 若k等于1，此核连锁反应状态被称为临界，中子数目会维持恒定。

在无限大的反应炉心中，中子逃逸可不计，此时的增殖因数可被称为无限增殖因数k∞，可由四因子公式简单估计出来。

快中子增殖因数ε的定义是：由一个初始裂变中子所得到的、慢化到U-238裂变阈能以下的平均中子数。由于初始裂变中子中，大约有60%的中子其能量在U-238裂变阈能(1.1MeV)以上，这些中子与U-238核作用时，有一部分能引起U-238裂变而产生快中子，这一过程称为U-238的快中子增殖效应。

裂变产生的快中子的平均能量为2MeV，在其慢化过程中，要经过共振能区（1eV~10000eV），而U-238核在该能区有许多共振峰。因而在慢化中，裂变产生的快中子中必然有一部分被U-238核共振吸收损失掉。只有一部分快中子慢化至热中子。在慢化过程中逃脱共振吸收的中子份额就称为逃脱共振俘获概率。

反应堆是由燃料、慢化剂和结构材料等构成的，其中每一种材料都能吸收中子，而燃料吸收的中子只占被吸收的总中子数中的一部分。热中子利用系数定义为被燃料吸收的热中子数占被所有物质吸收的热中子总数的份额。

U-235吸引热中子后，一部分中子使U-235产生裂变反应，而另一部分中子只与U-235发生辐射俘获反应而不引起裂变。核燃料每吸收一个热中子所产生的平均裂变中子数叫做每次吸收的中子产额。