上交专业课总结.docx
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1、上交专业课总结核反应堆物理分析第一章1、在反应堆内中子与原子的相互作用方式主要有: 势散射、直接相互作用和复合核的形成。 其中复合核的形成是中子和原子相互作用的最重要方式。 2、复合核的衰变分解的方式有: 共振弹性散射、共振非弹性散射、辐射俘获和核裂变,可以概括为散射和吸收。 3、共振现象:但入射中子的能量具有某些特定值,恰好使形成的复合核激发态接近于某个量子能级时,中子被靶核吸收而形成复合核的概率就显著增加,这种现象就叫作共振现象。 4、非弹性散射特点:只有当入射中子的动能高于靶核的第一激发态的能量时才能使靶核激发,也就是说,只有入射中子的能量高于某一数值时才能发生非弹性散射,由此可知,非弹
2、性散射具有阈能的特点。 5、弹性散射特点:它可以分为共振弹性散射和势散射两种,区别在于前者经过复合核的形成过程,后者则没有。在热中子反应堆内,对中子从高能慢化到低能的过程起主要作用的是弹性散射。 6、易裂变同位素:一些核素,如233U、235U、239Pu和241Pu等核素在各种能量的中子作用下均能发生裂变,并且在低能中子作用下发生裂变的可能性较大,通常把它们称为易裂变同位素。 7、可裂变同位素:同位素232Th、238U和240Pu等只有在能量高于某一阈值的中子作用下才发生裂变,通常把它们称为可裂变同位素。 8、中子束强度I:在单位时间内,通过垂直于中子飞行方向的单位面积的中子数量,记为I。
3、 9、单位体积中的原子核数N:计算公式为ANNr0= 0N:阿伏加德罗常数,取值为6.0xxxx*1023/mol r:材料密度A:该元素的原子量10、微观截面s:微观截面是表示平均一个给定能量的入射中子与一个靶核发生作用的概率大小的一种度量,通常用“巴恩”(b)作为单位,1b=10-28mm22。 11、核反应下标: s-散射;a-吸收;-辐射俘获;f-裂变;t-总核反应12、靶内平行中子束强度: NxeIxIs-=0)( 13、宏观截面:宏观截面是一个中子与单位体积内所有原子核发生核反应的平均概率大小的一种度量,单位为m-1,公式为: sN= 由几种元素组成的均匀混合物质的宏观截面x: =
4、ixiixNs 14、富集度:某种元素在其同位素中的(原子)重量百分比。 15、平均自由程l:原子核连续两次相互作用之间穿行的平均距离叫作平均距离。 -=001)(dxxedxxxPxl 16、核反应率:每秒每单位体积内的中子与介质原子核发生作用的总次数(统计平均值)用R表示,单位为中子/m33*s,公式为: =unR n:中子密度,中子/m3u:中子运动速率,m/s17、中子通量密度f:表示单位体积内所有中子在单位时间内穿行距离的总和,单位为中子/cm2*s,公式为: ufn= 18、中子能量区域: (1)低能区:也称“1/v”区,E1,反应堆才有可能发生转换。而要实现增殖过程(CR1),则
5、必须要求2, 这是因为还要考虑吸收损失和泄漏损失。 第八章1、温度效应:由于堆芯温度及其分布的变化导致堆芯有效增殖因数的变化,从而引起反应性的变化,这种物理现象称之为反应堆的“温度效应”。 2、反应性系数:反应堆的反应性相对于反应堆的某一个参数的变化率称之为该参数的反应性系数。 注: 反应性单位一般用PCM,即10-55 3、温度系数Ta:单位温度变化所引起的反应性变化称为反应性温度系数,简称温度系数,表达式为: TT=ra 4、等温温度系数:假定温度与反应堆内的位置无关,但温度变化时,整个系统的温度均匀发生变化,在这种情况下定义或导出的温度系数称为等温温度系数。 5、温度系数与核反应堆稳定性
6、反应堆温度系数等于各成分的温度系数的总和,其中起主要作用的是燃料温度系数和慢化剂温度系数。 反应性温度效应的正反馈将使反应堆具有内在的不稳定性,温度变化引起反应性变化的负反馈效应,将使反应堆具有内在的稳定性,因此,在反应堆设计时不希望出现正的温度系数。压水堆物理设计的基本准则之一,便是要保证温度系数必须为负值。 6、燃料温度系数定义与温度系数类似,属于瞬发温度系数(即温度升高,效应立即发生)。燃料温度系数是负温度效应,原因是燃料核共振系数的多普勒效应(在第六章有详细解释,这里不再赘述)。 7、慢化剂温度系数定义与温度系数类似。但慢化剂温度增加时,将对反应性引起两个相反的效应: (1)慢化剂温度
7、增加时,慢化剂密度减小,慢化剂相对于燃料的有害吸收将减小,这使有效增殖因数增加,对慢化剂温度系数有正贡献。当慢化剂中含有化学补偿毒物如硼酸时,温度升高导致溶解度的减小,会加剧了这种正效应(压水堆规定初始硼浓度必须小于1400ug/g); (2)另一方面,温度升高,慢化剂密度减小,慢化剂的慢化能力减弱,因而共振吸收增加,对慢化剂温度系数有负贡献。 在轻水堆中,慢化剂温度系数是正是负与栅格的22/0UOHVV的比值密切相关,安全性要求压水堆运行在欠慢化区,原因在第六章有详细解释,这里不再赘述。 8、其他反应性系数(1)空泡系数MVa:在冷却剂中所包含的蒸汽泡的体积百分数称为空泡份额x。定义式为:
8、xMV=ra 空泡份额增大,有以下三种效应: a、冷却剂的有害中子吸收减小,这是正效应;b、中子泄漏增加,这是负效应;c、慢化能力变小,能谱变硬。 对轻水堆来说,空泡效应一般是负效应。 (2)功率系数定义与前者类似,设计时要求为负。 功率亏损:功率系数的积分效应,亏损指反应堆功率升高时,向堆芯引入了负的反应性效应。 9、反应性控制重要物理量(1)剩余反应性exr:堆芯中没有任何控制毒物时的反应性。 (2)控制毒物价值irD:某一控制毒物投入堆芯所引起的反应性变化量称为该控制毒物的反应性或价值。 (3)停堆深度sr:当全部毒物都投入堆芯是,反应堆所达到的负反应性称为停堆深度。为了保证反应堆的安全
9、,要求在热态、平衡氙中毒的工况下,应有足够大的停堆深度。否则,当堆芯逐渐冷却和135Xe逐渐地衰变后,反应堆的反应性将逐渐地增加,而停堆深度就逐渐减小,这样堆芯有可能又重新恢复到临界或超临界的危险情况。 (4)总的被控反应性rD:总的被控反应性等于剩余反应性与停堆深度之,以rD表示,即: sexrrr+=D 10、反应性控制的任务(1)采取各种切实有效地控制方式,在确保安全的前提下,控制反应堆的剩余反应性,以满足反应堆长期运行的需要;(2)通过控制毒物适当的空间布置和最佳的提棒程序,使反应堆在整个堆芯寿期内保持较平坦的功率分布,使功率峰因子尽可能地小;(3)在外界负荷变化时,能调节反应堆功率,
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