Коэффициент использования тепловых нейтронов θ определяет долю тепло­вых нейтронов, поглощенных топливом (ураном). Остальные нейтроны погло­щаются замедлителем, а также другими веществами, входящими в состав ак­тивной зоны.

В гомогенном реакторе с урановым топливом коэффициент θ равен

где -макроскопическое сечение поглощения урана;

 - макроскопическое сечение поглощения замедлителя;  - суммарное

макроскопическое сечение поглощения всех других материалов, входящих в состав активной зоны;  

В гетерогенном реакторе топливо, конструкционные материалы, теплоноси­тель и замедлитель разделены в объеме активной зоны. Изотопы урана имеют достаточно высокие сечения поглощения, тогда как замедлители - легкие веще­ства с малым поглощением. Плотности потока тепловых нейтронов в их объе­мах различны, особенно если размеры объемов сравнимы или превосходят λ _tr . Весь объем гетерогенного реактора для расчета коэффициента θ представляется состоящим из элементарных ячеек. Поскольку особенности нейтронных рас­пределений одинаковы во всех ячейках, их учет сводится к рассмотрению од­ной, элементарной ячейки. Нейтронный поток по оси ячейки распределяется одинаково и в уране и в замедлителе. Распределение плотности потока тепло­вых нейтронов по направлению, перпендикулярному оси, показано на рис.9.2. Начало координатной оси помещено на оси топливного стержня. Зависимость плотности потока Ф(r) от радиальной координаты r обычно получается как ре­шение уравнения диффузии в объеме элементарной ячейки. Плотность потока всегда меньше в топливном блоке из-за большего макросечения поглощения нейтронов. При этом плотность потока нейтронов непрерывно убывает по на­правлению от поверхности к центру топливного блока. Источники тепловых нейтронов находятся в замедлителе, в урановом блоке они появляются только благодаря диффузии из замедлителя и на чем большее расстояние перемещают­ся в поглощающей среде, тем меньше их остается. Минимум потока находится в центре топливного блока, а максимум - в точках замедлителя, наиболее удаленных от соседних блоков.

В гетерогенном реакторе коэффициент θ есть отношение числа поглощений тепловых нейтронов в топливном блоке к числу поглощений тепловых нейтро­нов в элементарной ячейке, он равен

где  - макроскопическое сечение поглощения урана;

- суммарное макроскопическое сече­ние поглощения всех других материалов, входящих в состав топливного блока;  - макроскопическое сечение пог­лощения замедлителя; ,  -плот­ности потока тепловых нейтронов, ус­редненные по объемам топливного блока и замедлителя соответственно; ,  - объемы топливного блока и замедлителя в элементарной ячейке соответственно;

Сечения поглощения усредняют по энер­гетическому интервалу области тепловых нейтронов. Плотности потока тепловых нейтронов - интегральные по энергети­ческому интервалу области тепловых нейтронов. Выражение для коэффициента θ_гет приведено к виду для коэффициента θ_ГОМ, однако  гетерогенного реактора отличается от  для гомогенно­го реактора. Теперь коэффициент θ_гет зависит не только от отношения макроскопических сечений поглощения топлива и замедлителя, но и от отношения средних потоков тепловых нейтронов, а также от отношения объемов топлив­ного блока и замедлителя. Поскольку в гетерогенной среде  всегда меньше , то коэффициент θ_гет всегда меньше коэффициента θ_ГОМ.