反应堆工程概论

1、反应堆工程概论名词概念类简答类裂变中子中还有不到 1%的中子是在裂变碎片过程中发射出来的这 些叫缓发中子缓发中子的能谱不同于瞬发中子的能谱缓发中子的平均能 量要比瞬发中子低虽然缓发中子在裂变中子中所占份额很小（小于1%）但他对反应 堆的动力学过程和反应堆控制却又非常重要的影响在热中子反应堆内中子的慢化主要靠中子与慢化剂核的弹性散射微观截面：假设在1cm的物质中有N个原子核在这个物质的一个面 上射入一个中子我们把每一个原子核与一个入射中子发生核反应的概率定义为微观面 枪单位为米方宏观截面：如果每立方米的物质中含有N个核则乘积枪N 等于每立方米靶核的总截面用符号它的量纲是长度的倒数反应堆堆芯满足的

2、要求：1 堆芯功率分布应尽量均匀以使堆芯有最 大的功率输出2 尽量减小堆芯内不必要的中子吸收材料以提高中子经济性3 有最佳的冷却 剂流量分配和最小的流动阻力4 有较长的堆芯寿命以适当减少换料操作次 数5堆芯结构紧凑换料操作简便压水堆采用17某17排列燃料组件每个 组件中有 289 个栅元设有 24 根控制棒导向管和一根堆内中子通量测量管其余264 个栅元装有燃料棒组件：1燃料元件棒2 燃料组件的骨架结构3控制棒组件4可燃毒 物组件 5中子源组件6 阻力塞组件陶瓷燃料优点（相对金属铀）：1 熔点高2 热稳定性和辐照稳定性 好 3 化学稳定性好与包壳和冷却剂材料的相容性好体积释热率定义：Qv二Ef

3、Rf分别代 表燃料的体积释热率每次核裂变产生的能量燃料内的核反应率燃料温度系数：燃料温度变化-开尔文（k）时所引起的反应性变化 称为燃料温度系数慢化剂温度系数：慢化剂温度变化-开尔文（k）时所 引起的反应性称为慢化剂温度系数中毒效应：热堆运行后堆内所产生的 某些裂变产物其中子吸收截面较大故对p有明显的影响裂变产物分：稳定或长寿命的称为结渣短寿命的称为毒物毒 与渣对反应性的影响称为反应性的毒渣效应简称中毒效应影响堆芯内功率分布的主要因素：1燃料装载的影响2反射层的影响3 控制棒的影响4结构材料、水隙和空泡的影响5 燃料元件自屏蔽效应的影响核反应堆安全对策1 保证反应堆得到安全可靠的控制2 确保堆

4、芯冷 却3包容放射性产物反应性控制类型：1紧急停堆控制2功率控制3补 偿控制核反应堆严重事故是指堆芯大面积燃料包壳失效威胁或破坏核反应 堆压力容器或安全壳的完整性引发放射性物质泄漏的事故引起原因1 堆芯失去冷却或 冷却不充分2 堆芯的反应性快速不可控制升高核反应堆严重事故分为：1 堆芯溶化事故2 堆芯解体事故把核反应堆运行工况分为四类：1 正常工况和运行瞬变2 中等频率 事件3 稀有事故4 极限事故以上四类事故也称为设计基准事故 DBA为何热中子反应堆中选用轻水作慢化剂：因为是含氢物质慢化能力 大价格低廉反射层对反应堆的作用：1减少芯部中子的泄漏从而使得芯 部的临界尺寸要比无反射层时的小这样可

5、以节省一部分燃料2 提高反应堆的平均输出功率简述反应性负温度系数对反应堆运行安全的作用：若反应堆具有负 的温度系数则随着温度升高k值将变小从而使中子通量也跟着下降这样就能在一定程度上 减缓或限制反应堆温度的上升从而有可能减缓或限制这种事故的进一步扩 大。什么是反应堆的燃耗深度和堆芯寿命：通常把单位质量燃料所发出 的能量作为燃耗深度的度量有燃耗深度二NttFWu堆芯寿命：当反应堆的有效增殖因数 降到 1 时反应堆满功率运行时间就称为堆芯寿命大型压水堆采取？控制反应性：1 控制棒控制2 化学控制剂一载硼 运行3可燃毒物控制压水堆为何要在高压下运行：为了提高压水堆-回 路处的温度水在压水堆中的作用：

6、慢化剂冷却剂压水堆主冷却剂系统包括哪些设备：1蒸汽发生器2稳压器3反应 堆4反应堆冷却剂泵在同样的堆功率情况下重水堆堆芯为何比压水堆大: 重水慢化能力比轻水弱重水堆为何核燃料富集度可以比压水堆低：因为 卸料燃耗较浅简述缓发中子对反应堆的作用：动力学过程buff对其进行控制的 难度减小安全性提高为何在压水堆内不直接用金属钠而要用陶瓷U02作 燃料：金属铀作燃料可使用的工作温度低一般在350-450C化学活性强在常温下也会与水起剧烈反应而 产生氢气在空气中会氧化粉末状态的铀易着火在高温下只能与少数冷却剂 相溶燃料元件的包壳作用：1包容裂变产物阻止裂变产物外泄2隔离燃 料和冷却剂的屏障避免它们发生反

7、应 3 有效导出核燃料反应后产生的热能。为何锆合金用作包壳时其使用温度要限制在350C以下：锆合金包 壳在接近400C的水中只需几天时间便可发生严重的腐蚀破坏为了避免高温腐蚀锆合金包 壳表面的最高工作温度一般限定在350C一下。控制棒直径较细有什么 好处：1 棒径细数量多吸收材料均匀分布在堆芯中使堆芯内中子通量以及功率分布更为均匀2增大了挠性在保证控制棒导向管对中的 前提下不引起卡棒 3 棒径小控制棒提升时所留下的水隙对功率分布畸变影 响小不需另设挤水棒简化堆内结构降低了反应堆压力容器的高度对用作 控制棒的材料有什么基本要求：1 不但本身的中子吸收截面大其子代产物 也应具有较高的中子吸收截面以增加控制棒的使用寿命2 材料对中子的1FV吸收和共振吸收能阈广3熔点高导热性好热膨胀率小使用时尺寸稳 定并与包壳相容性好4 中子活化截面小含长半衰期同位素少5强度高塑韧 性好抗腐蚀耐辐照说明反应堆热源的由来极其分布：说明反应堆热源的由来极其分布1 燃料释热 2 堆内释热3结构部件和慢化剂释热4反应堆倍堆后释热什么叫核热管因 子是怎样计算的：为了衡量各有关的热工参数的最大值偏离平均值（或名义值）的程度引入一个修正因子这个修正因子就称为热管因子热管 因子是用各有关的热工（或物理）