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裴洋核能发电教研室

核反应堆物理基础7.2反应堆内的首次临界

7.2反应堆内的首次临界

2一、外中子源的作用在大多数的反应堆中，都安置有外中子源。反应堆中采用外中子源的目的：“点火”，提供自持链式裂变反应最初的中子；消除反应堆启动时测量盲区。反应堆内的外中子源

3二、几种外中子源1、(α,n)中子源利用放射性同位素发射出的α粒子，用其轰击9Be和7Li等元素，即可产生不同能量的中子。反应堆启动时常用的一种中子源便是是210Po-9Be源。其反应如下：

4其中，210Po的半衰期为138.376d。当反应堆运行一段时间后，210Po会较快的衰变完。210Po-9Be源主要用于反应堆的首次启动中，称其为初级中子源。初级中子源51、(γ,n)中子源

123Sb-9Be源为了解决反应堆后续运行以及再次启动的问题，需要在反应堆中设置次级中子源。在反应堆中常用的次级中子源一般为(γ,n)中子源。以秦山一期为例：

次级源在反应堆运行后，经过中子辐照被充分活化，从而可替代初级中子源的作用。

62、

2H源在压水堆中，含有大量的水。其中含有数目可观的2H。其在γ光子的辐照下，会发生以下反应：这也是一种(γ,n)中子源。

7自发裂变中子源对于重核，其不仅在外部粒子的轰击下可能发生诱发裂变，还有可能在没有任何外界因素的影响下发生自发裂变。作为外中子源，其应当能够向外界提供一定强度的中子束，因此对于适合做自发裂变中子源的重核，其应当具有较大的衰变常量λ或较小的自发裂变半衰期T1/2。

8对于大多数重核，其自发裂变半衰期都较长，其自发裂变几率都很低，不适宜做自发裂变中子源。目前使用的自发裂变中子源只有252Cf。252Cf的自发裂变的半衰期为85.5a，α衰变的半衰期为2.7a，有效半衰期为2.65a。252Cf主要用于反应堆的首次启动，即主要作为初级中子源。9

对于一个处于次临界状态的反应堆，堆内的中子依然会发生各种反应。如果堆内有易裂变物质，就可以发生裂变反应，产生新一代的中子。反应堆临界实验的基本原理

10反应堆首次临界过程

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