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文档简介

核反应堆物理基础一、反应性

有效倍增因子Keff是反应堆最重要的一个宏观物理量。一座反应堆的Keff应该在1附近。Keff与1的相对偏离定义为反应性ρ：ρ＝(K－1)/Kρ=0：临界；ρ>0：超临界；ρ<0：次临界

第四章：反应性变化与控制温度效应2.1反应性温度系数(1)反应堆停堆时处于冷态。运行时温度升高到运行温度。材料温度的改变一般情况下对反应性有很大的影响。温度变化一个单位(K,ºC)带来的反应性变化定义为反应性温度系数αT：αT=dρ/dT=dK/dT/K2≈dK/dT/K反应堆内温度的变化是不均匀的，不同的材料温度变化对反应性的影响也不相同，所以温度的变化取决于材料温度，慢化剂等。对应的温度系数称为燃料反应性温度系数，慢化剂反应性温度系数等。温度效应慢化剂的反应性温度系数慢化剂温度变化时影响慢化剂的慢化能力，主要途径如下：慢化剂密度变化。以水为例，温度升高慢化能力降低，能谱变硬。慢化剂温度变化引起中子温度变化。温度升高时能谱变硬。裂变产物中毒当反应堆处于稳态运行时，I和Xe的密度都不再随时间变化，处于所谓的平衡态。这时Xe的原子密度为：Nx=(wI+wx)∑fΦ/(σxΦ+λx)氙瞬态问题：功率阶跃变化时Xe的原子密度有一个瞬态变化过程，从而造成了倍增因子的瞬态变化。典型情况：停堆时的“碘坑”现象。氙振荡：氙密度随反应堆功率之间在空间上存在正反馈机制的振荡现象。在大尺寸通量高的反应堆中有可能出现。碘坑曲线反映了随着停闭时间的增加，堆内反应性的变化。燃耗反应堆中材料成份的原子密度在不断的变化。对倍增因子或对中子平衡影响大的那些原子密度的变化尤其是我们关心的。核燃料原子密度变化的分析称为燃耗分析。能谱计算和扩散计算是以反应堆某一个固定的材料成份为基础的。燃耗深度：装进反应堆单位重量的重金属(例：235U+238U)在卸出堆芯时释放出的能量。有效增值系数随燃耗深度变化曲线+

第五章：反应堆中字动力学设在t时刻，作为一代中子引发裂变的中子数为n(t)，接下来引发裂变的下一代中子数为n(t+lo)，lo为两代中子之间的时间，是瞬发中子的平均寿命。热中子反应堆中，lo≈10-4秒。按照定义：n(t+lo)=K∙n(t)dn/dt≈(K-1)n(t)/lo=K(K-1)n(t)/Klo=ρn(t)/l=ωn(t)l=lo/K≈lo；ω=ρ/l；T=1/ω(T称为反应堆周期)n(t)=noexp(ωt)=noexp(t/T)估算：lo≈10-4s,K≈1,ρ=0.1%,则T＝l/ρ=10-4/0.1%=0.1秒,即：0.1秒后中子数增致原来的e倍！工程上无法控制！考虑缓发中子：代中子平均寿命为瞬发中子和缓发中子的权重平均值，约为

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