反应堆物理分析.pdf

1 在热中子反应堆中 裂变中子具有平均 2MeV 左右的能量 2 中子按能量分类 快中子 E 0 1MeV 中能中子 1eV E 0 1MeV 热中子 E10 精确公式为 1 1 ln 23 慢化剂的选择 1 轻元素 2 有较大的散射截面 3 较小的吸收截面 4 成本低 24 慢化时间t 裂变中子由裂变能 0慢化到热能 th 所需要的平均时间 25 扩散时间 无限介质内中子在自产生至被俘获以前所经过的平均时间 26 对于热中子反应堆 中子的平均寿命主要由热中子的平均寿期 即扩散时间决定 27 中子能谱的硬化 由于热中子由较高能量慢化而来 且一部分中子尚未达到热平衡就被吸收 导 致实际的热中子能谱相较于麦克斯韦谱向高能方向有所偏移的现象 28 菲克定律适用条件 1 介质是无线的均匀的 2 在实验室坐标系中散射是各向同性的 3 介质的吸收截面很小 4 中子通量密度是随空间位置缓慢变化的函数 5 中子通量密度不随时间变化 29 单能中子扩散方程 1 2 30 外推距离 0 7104 tr 31 菲克定律与扩散理论的使用范围 1 在有限介质内 在距其表面几个自由程以外的内部区域 2 在所讨论点的几个平均自由程内 中子通量密度必须缓慢变化 3 在距强中子源两三个平均自由程以外的区域 32 反射层的作用 1 减少芯部中子的泄漏 使芯部的尺寸比无反射层的小 2 由于带有反射层的 反应堆堆芯中子通量密度分布更加平坦 所以有更高的平均输出功率 33 良好的反射层材料 2 2 Be以及石墨 34 功率峰因子 max 1 表示堆芯内热中子通量密度分布的不均匀度 35 功率分布展平的措施 1 芯部分区布置 2 可燃毒物的合理布置 3 采用化学补偿及部分长度 控制棒以展平轴向通量分布 36 空间自屏效应 由于热中子主要在慢化剂中产生 且热中子首先被燃料芯块外层吸收 导致芯块 内部燃料核未能充分吸收热中子的现象 37 最佳栅格 在给定燃料富集度和慢化剂材料的情况下 存在着使栅格的无限增质因数达到极大值 的栅格参数 这样的栅格叫做最佳栅格 38 实际压水堆栅格的 2 UO2 水 铀比 的值必须选在欠慢化区 39 中毒 由于裂变产物的存在 吸收中子而引起的反应性变化称裂变产物中毒 40 核燃料的转换过程主要有两类 铀 钚循环 钍 铀循环 41 倍增时间 由于增殖 反应堆内易裂变同位素数量比初始装载量增加一倍所用时间 42 剩余反应性 ex 堆芯内没有控制毒物时的反应性称为剩余反应性 43 反应性控制的方式 1 控制棒控制 2 固体可燃毒物控制 3 化学补偿控制 44 控制棒的积分价值 当控制棒从一初始参考位置插入到某一高度时 所引入的反应性称为这个高 度上的控制棒积分价值 45 控制棒微分价值 控制棒在堆芯不同高度移动单位距离引起的反应性变化 计算题 第二章 H 和 O 在 1000eV 到 1eV 能量范围内的散射截面近似为常数 分别为 20b 和 38b 计算 2 的 以及在 2 中中子从 1000eV 慢化到 1eV 所需的平均碰撞次数 解 2 16 2 3 0 12 1 lim 0 1 1 ln 1 则 2 2 2 2 因为微观截面是中子与一个靶核发生反应概率的一种度量 而不是概率本身 代入数据得 2 0 571 碰撞次数 ln 1000 1 2 12 1 次 第三章 在某球形裸堆 R 0 5m 内中子通量密度分布为 5 1013 sin cm 2 1 试求 1 0 2 J r 的表达式 设 0 810 2 3 每秒从堆表面泄漏的总中子数 假设外推距离很小可忽略不计 解 1 lim 0 5 1017 sin 5 1017 3 14 1018 2 1 2 根据菲克定律 D