堆物理第三四章

1、堆物理第三四章第1頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二第三章 中子擴散理論1.各向同性 （大型堆中心） 與 無關(guān)。2.穩(wěn)態(tài) 與 無關(guān)。3.單能（或單速） 與 E 無關(guān)。第2頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二單能中子擴散方程裴克定律單能中子擴散方程的建立邊界條件擴散長度、慢化長度和徒動長度第3頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二1 裴克定律玻爾茲曼輸運方程：描述中子輸運過程的精確方程。擴散方程：近似地認為中子通量密度的角分布于運動方向 的依賴性很弱甚至無關(guān)，通過這種近似簡化得到的方程稱為擴散方程。第4頁，共16頁，2022年，5月20

2、日，13點3分，星期二中子流密度定義 稱為中子流密度：表示它是由許多具有不同方向的微分中子束矢量合成的量，表示該處中子的凈流動情況。擴散系數(shù)：輸運平均自由程第5頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二2 單能中子擴散方程的建立基本原則：中子數(shù)守恒或中子數(shù)平衡，即在一定的體積內(nèi)中子密度對時間的變化率應(yīng)等于中子的產(chǎn)生率減去中子的吸收率和泄漏率。 穩(wěn)態(tài)單能中子擴散方程： 第6頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二3 邊界條件 在擴散方程使用的范圍內(nèi)，中子通量密度的數(shù)值必須是正的、有限的實數(shù)。 在兩種不同擴散性質(zhì)的介質(zhì)交界面上，垂直于分界面的中子流密度相等，中子通量密

3、度相等。介質(zhì)與真空交界的外表面上，自真空返回介質(zhì)的中子流等于零。直線外推距離：在離開交界面某個距離d處的位置上中子通量密度等于零。d稱為直線外推距離。第7頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二4 擴散長度、慢化長度和徙動長度 擴散長度上式說明 ：在無限介質(zhì)內(nèi)點源的情況下，擴散長度的平方等于熱中子從產(chǎn)生地點到被吸收地點穿行直線距離均方值的六分之一。L增大時 也增大，熱中子泄露的幾率愈大。第8頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二慢化長度熱中子年齡： 裂變中子慢化到熱中子的年齡。徒動長度 令對上式兩邊取均方值由于 和 的方向彼此不相關(guān)，因而兩者的夾角余弦 的平均

4、值等于零，即徒動長度M是影響芯部中子泄露程度的重要參數(shù)，M愈大，則中子不泄露概率便愈小。第9頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二 第四章 均勻反應(yīng)堆的臨界理論在反應(yīng)堆臨界理論中，主要研究兩個問題：各種形狀堆達到臨界的條件，并求出臨界時系統(tǒng)的體積大小和燃料成分及裝載量。臨界狀態(tài)下系統(tǒng)內(nèi)中子通量密度（或功率）的空間分布。第10頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二第四章 均勻反應(yīng)堆的臨界理論有反射層反應(yīng)堆中子通量密度分布不均勻系數(shù)和功率分布展平的概念分群擴散理論第11頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二1 有反射層反應(yīng)堆反射層的作用 減少芯

5、部中子泄漏，使臨界尺寸減小，可以節(jié)省一部分燃料。 可以提高堆得平均輸出功率，這時由于包有反射層的反應(yīng)堆，其芯部的中子通量密度分布比裸堆得中子通量密度分布更加平坦的緣故。反射層材料 散射截面大。 吸收截面要小。 具有良好的慢化能力。第12頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二常用材料：H2O，D2O，石墨和Be反射層節(jié)?。?在芯部包有反射層后，芯部臨界尺寸的減少量 ， 式中：R 臨界半徑第13頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二2 中子通量密度分布不均勻系數(shù)和功率分布展平的概念中子通量密度空間分布的不均勻性將直接影響反應(yīng)堆運行的經(jīng)濟性和安全性。分布：裸堆的中子通量密度分布是極不均勻的，這主要是由于裸堆中子泄露大造成的。目前實際核電站反應(yīng)堆中，熱中子通量密度分布不均勻系數(shù)要遠小于裸堆的數(shù)值，一般在1.4左右。為提高反應(yīng)堆總的功率輸出，就要采取一些措施使得堆內(nèi)功率分布變得平坦一些，這通常稱為功率分布展平。第14頁，共16頁，2022年，5月20日，13點3分，星期二展平功率分布的措施主要有： 芯部分區(qū)布置可燃毒物的合理布置采用化學(xué)補償及部分長度控制棒控制以展平軸向通量分布反射層的應(yīng)用，合理地安排提棒程序，控制