2015反應(yīng)堆試題答卷B參考答案

1、題號(hào)四總1得 分丨班所核反應(yīng)堆物理分析 試卷B考試時(shí)間為90分鐘:說明：I學(xué)1）學(xué)生可帶計(jì)算器，不得帶 其他與考試無關(guān)的物品。II考2）答案寫在后面答題紙上。最后一頁為草稿紙，其余為答題紙，試卷與答題紙及草稿紙不得拆開。3）一些常用參數(shù)為已知，波動(dòng)方程的解可參考下表，等 7 |. |第一部分名詞解釋（共20分）（共5小題，每題4分）1）多普勒效應(yīng)由于靶核的熱運(yùn)動(dòng)隨溫度的增加而增加，所以這時(shí)共振峰的寬度將隨著溫度的上升而增加，同時(shí)峰值也逐漸減小，f、 =、 r這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)或多普勒展寬。I I2）能量自屏效應(yīng)當(dāng)中子截面呈共振峰形狀 時(shí)，在共振能量附近有很大的增大和劇變，這就導(dǎo)致中子通 量

2、密度急劇下降畸變，在共振 峰能量附近出現(xiàn)很大的凹陷， 這種現(xiàn)象稱之為共振的能量 自屏效應(yīng)”。F t I % JTy .3）中子的平均壽命在反應(yīng)堆動(dòng)力學(xué)計(jì)算中往往I- I需要用到快中子自裂變產(chǎn)生到慢化成為熱中子，直至最后被俘獲的平均時(shí)間，稱為中子精心整理的平均壽命。4）裂變產(chǎn)物中毒 由于裂變產(chǎn)物的存在，吸收中 子而引起的反應(yīng)性變化稱為裂變產(chǎn)物中毒。r VI % jr5）臨界硼濃度隨著反應(yīng)堆的運(yùn)行，堆芯中反 應(yīng)性逐漸地減小，所以必須不 斷的降低硼濃度，使堆芯保持 在臨界狀態(tài)。這時(shí)的硼濃度稱 為臨界硼濃度。第二部分簡答題（4道 題，每題5分，共20分）1）可裂變同位素如何利用？ 可裂變同位素對(duì)于熱中

3、子的” t I % JT反應(yīng)截面較小，可用于快堆中，在快堆中一方面產(chǎn)生部分I- I的裂變能量，另一方面可轉(zhuǎn)化 為易裂變核素，用于熱堆中， 產(chǎn)生裂變能量。2）直線外推距離如何確定？其意義是什么？假想從交界面處將中子通 量密度的分布曲線按它在交界 面處的斜率向真空作直線外 推，則在離開交界面某個(gè)距離 d處的位置上中子能量密度將 等于零，d稱為直線外推距離。 其意義在于利用斐克定律給定 邊界條件，確定計(jì)算參量。3）慢化劑溫度系數(shù)如何設(shè)計(jì)？為了保證慢化劑溫度系數(shù)為 負(fù)值，設(shè)計(jì)時(shí)要注意水鈾比， 保證處于欠慢化區(qū)；同時(shí)要注” tI jT意控制硼濃度不要超過最大 值。即在最大允許硼濃度時(shí)，水鈾比仍處于欠慢化

4、區(qū)。4）反應(yīng)堆正好臨界時(shí)緩發(fā)中子如何起作用？反應(yīng)堆正好臨界時(shí)緩發(fā)中子處 于平衡狀態(tài)，由于其壽命較瞬 發(fā)中子長很多，所以大大延長 了中子每代時(shí)間，使得中子密 度變化比單由瞬發(fā)中子壽命計(jì)F * 7、 J-算值慢得多，因而使得反應(yīng)堆來得及人工控制。L I第三部分判斷題（每題2分，共20分）1）控制棒在堆芯中心位置移動(dòng)時(shí)的微分價(jià)值最高（V ）2）233 u 235U、239Pu、241Pu 都是 易裂變同位素 （V）3）共振散射與勢(shì)散射在實(shí)驗(yàn) 上是可以區(qū)分的（V）r 47、 r4）中子平均自由程等于散射 平均自由程與吸收平均自由程之和（X ）5）壓水堆中中能區(qū)中子能譜 符合1/v律 （X ）6）中子的

5、慢化主要靠中子與慢化劑核的彈性散射進(jìn)行（x ）7）反應(yīng)堆點(diǎn)堆模型沒有考慮 幾何位置 （V ）Tjt8）停堆后氙的濃度先升后降（V ）L I9）反應(yīng)堆“緊急停堆”，是引 入大的負(fù)反應(yīng)性使反應(yīng)堆立即關(guān)閉（X ）10）負(fù)溫度系數(shù)可以使得反應(yīng)堆內(nèi)溫度變化時(shí)功率能自行補(bǔ)償調(diào)節(jié)（V）第四部分計(jì)算題（4道題，每 題10分，共40分）r % jr、 / |. |4-1設(shè)半徑為R的均勻介質(zhì)球 體內(nèi)，每秒每單位體積均勻產(chǎn)I I生S個(gè)中子，試求球體內(nèi)的中 子通量密度分布。解：以球心為原點(diǎn)建立球坐標(biāo)系，建立擴(kuò)散方程:即:了2 _a D邊界條件: I.,ii.做R + d)=0 , III.lim 4兀 r 2J (r

6、) = 0IJ通解： %)= AexpL/L+cexp+_S rr a由條件III :lim4 二r2J(r) =lim4 二 DA( r 1疋兒-C(r -1)er/L =0二 A = -C r0r_0|_L再由條件ii幾 丄AR+d丄CR + d丄S(R d)exp(廠exp()0R+dL R+dLXa=A(R d)S戈- exp所以：知)(R+d)Sexp(r/L)exp(r/L)1 十 S (r) _R dR dr Taexp( l ) exp( l )a4-2試求邊長為a, b, c （包括 外推距離）的長方體裸堆的幾 何曲率和中了通量密度分布。設(shè)有一邊長為a=b =06m，c=0.

7、8 m （包括外推距離）的長jr、J方體裸堆，L=0.04 m, t =6 cnio求達(dá)到臨界時(shí)所必須的k. i S i f-r .|r I解：幾何曲率：B2 = J（b）2（廣7 0. 18（m-2 ）應(yīng)用修正單群理論，臨界條件變?yōu)?k：-1M2其中：z 0.0022 ( m 2)=k = 1.1544-3設(shè)在某動(dòng)力反應(yīng)堆中，已 知平均熱中子通量密度為” t I J-燃料的宏觀裂變截面-，柵元 中宏觀吸收截面：，燃料與柵元I- I的體積比Vuo2/v= ，試求1351 , 135Xe平衡濃度和平衡氙中毒。（Y I，丫 Xe 已知）解：由已知條件可得:L 柵lUO2uo2if .f 2 Vuo2/V = ；.f 2NxeCXe.Ze + % 4-4設(shè)有一反應(yīng)堆具有溫度系 數(shù)為-4 x 10-5K,并等于常數(shù)。試求：1）堆內(nèi)平均溫度從350K升至y480K和從580K降到480K時(shí)，剩余反應(yīng)性的變化值；2）若堆內(nèi)平均溫度變化率為50K/h，上述兩種情況下的反應(yīng)性變化率。解：1)=5 汀=4 10(480 -350)-亍5.2 10 -6x2 =5 汀 二-4