反應堆物理分析

1、1會計學反應堆物理分析反應堆物理分析臨界能:發(fā)生核裂變的最小激發(fā)能Ecr (critical energy)靶原子核復合核的臨界裂變能(Mev)中子的結(jié)合能（Mev）釷-2326.55.1鈾-2385.54.9鈾-2355.36.4鈾-2334.66.6钚-2394.06.4幾種核素的臨界裂變能易裂變材料重核的裂變臨界能量小天然的核燃料可轉(zhuǎn)換核素牛牛文庫文檔分享天然存在牛牛文庫文檔分享nBaKrUnU21395645362369223592牛牛文庫文檔分享235鈾核裂變裂變能量的釋放 Prompt gamma raysFission product gamma raysBeta particl

2、es牛牛文庫文檔分享80%3%4%4%4%5% neutrinos牛牛文庫文檔分享牛牛文庫文檔分享停堆余熱計算（堆芯長期冷卻）平均每次裂變的衰變功率與延遲時間的關(guān)系： 2 . 166. 2ttPdMev/s 若反應堆在功率水平P運行了T秒，則停堆后秒時刻裂變產(chǎn)物射線和射線釋放的總功率為 P堆功率水平；停堆后時刻（10s 0.1Mev）熱中子( 1 超臨界，功率增加K = 1 臨界， 功率恒定K 1 次臨界，功率降低牛牛文庫文檔分享設計時的保守估計反應堆有限大，定義為Keff可見： Keff=kPL牛牛文庫文檔分享PLPL臨界尺寸臨界質(zhì)量幾何形狀牛牛文庫文檔分享FissionneutronLea

3、k out of systemAbsorbed in systemAbsorbed innon-fuelAbsorbed in fuelRadiativecaptureFissionPNLPAFPfn new fission neutrons牛牛文庫文檔分享1.反應堆內(nèi)中子數(shù)目的增減與平衡濃度的決定過程(1) 鈾-238的快中子倍增；(2) 燃料吸收熱中子引起的裂變；(3) 慢化劑以及結(jié)構(gòu)材料等物質(zhì)的輻射俘獲；(4) 慢化過程中的共振吸收；(5) 中子的泄漏。I) 慢化過程中的泄漏(II) 熱中子擴散過程中的泄漏競爭牛牛文庫文檔分享2.熱中子反應堆內(nèi)的中子平衡圖牛牛文庫文檔分享舉一個例子牛牛文

4、庫文檔分享循環(huán)往復20牛牛文庫文檔分享 包括鈾238核裂變在內(nèi)所有裂變產(chǎn)生的快中子總數(shù)與鈾235核熱中子裂變產(chǎn)生的快中子數(shù)之比:牛牛文庫文檔分享4.逃脫共振吸收幾率 在慢化過程中逃脫共振吸收的中子份額就稱作逃脫共振吸收幾率 慢化到熱能區(qū)中子數(shù)與1.1Mev以下且留在堆內(nèi)的快中子數(shù)之比牛牛文庫文檔分享5.不泄漏幾率L（ NL ）牛牛文庫文檔分享FNTN牛牛文庫文檔分享6.熱中子利用系數(shù)f牛牛文庫文檔分享牛牛文庫文檔分享7.有效裂變中子數(shù)牛牛文庫文檔分享n 快中子倍增因子n p逃脫共振吸收幾率n f 熱中子利用系數(shù)n 有效裂變中子數(shù) =（熱中子裂變產(chǎn)生的快中子數(shù)+快中子裂變產(chǎn)生的凈快中子數(shù)）/熱中

5、子裂變產(chǎn)生的快中子數(shù)p =通過共振吸收能量間隔而進入熱能區(qū)的中子數(shù)/進入共振能量間隔的快中子數(shù) =核燃料吸收熱中子所產(chǎn)生的裂變中子數(shù)/核燃料吸收的熱中子數(shù)k=pf四因子公式f =核燃料吸收的熱中子數(shù)/（核燃料吸收的熱中子數(shù)+其它材料吸收的熱中子數(shù)）牛牛文庫文檔分享k=pfPL =PsPdkeff =kPL =pfPsPd系統(tǒng)內(nèi)中子的吸收率系統(tǒng)內(nèi)中子的產(chǎn)生率k不泄漏幾率系統(tǒng)內(nèi)中子的泄漏率系統(tǒng)內(nèi)中子的吸收率系統(tǒng)內(nèi)中子的吸收率LPPNL =牛牛文庫文檔分享牛牛文庫文檔分享1.650.711.020.870.970.99FNLTNLfpPP1k 牛牛文庫文檔分享n 核裂變原理；n 裂變能量分配；n 裂

6、變產(chǎn)生的中子；n 裂變產(chǎn)物；n 反應堆功率與中子通量；n 衰變熱、放射性活度估算；n 中子生命循環(huán)；n 四因子公式和六因子公式中每一個因子的含義； n 鏈式裂變反應、臨界質(zhì)量和臨界體積。Review牛牛文庫文檔分享Any questions?牛牛文庫文檔分享臨界能:發(fā)生核裂變的最小激發(fā)能Ecr (critical energy)靶原子核復合核的臨界裂變能(Mev)中子的結(jié)合能（Mev）釷-2326.55.1鈾-2385.54.9鈾-2355.36.4鈾-2334.66.6钚-2394.06.4幾種核素的臨界裂變能易裂變材料重核的裂變臨界能量小天然的核燃料可轉(zhuǎn)換核素牛牛文庫文檔分享4.2裂變產(chǎn)物

7、與裂變中子的發(fā)射裂變產(chǎn)物1.裂變碎片與產(chǎn)額關(guān)系曲線2.裂變產(chǎn)物(a)裂變碎片和它的衰變產(chǎn)物都叫裂變產(chǎn)物 (b) 毒素: 具有較大熱中子吸收截面的裂變產(chǎn)物.PCM(10-5)kk1(c)反應性:牛牛文庫文檔分享衰變核素的核濃度變化裂變產(chǎn)物的形成和消失過程A,ZiA,Z-1(K)A-1,Z(J)A+1,zA,z+1裂變裂變牛牛文庫文檔分享 $.5.熱中子能譜和熱中子平均截面速度分布：能量分布：牛牛文庫文檔分享 熱中子能譜朝能量高的方向有所偏移，即熱中子的平均能量和最可幾能量都要比介質(zhì)原子核的平均能量和最可幾能量高的現(xiàn)象牛牛文庫文檔分享 熱中子能譜朝能量高的方向有所偏移，即熱中子的平均能量和最可幾能量都要比介質(zhì)原子核的平均能量和最可幾能量高的現(xiàn)象牛牛文庫文檔分享n 快中子倍增因子n p逃脫共振吸收幾率n f 熱中子利用系數(shù)n 有效裂變中子數(shù) =（熱中子裂變產(chǎn)生的快中子數(shù)+快中子裂變產(chǎn)生的凈快中子數(shù)）/熱中子裂變產(chǎn)生的快中子數(shù)p =通過共