反應(yīng)堆工程概論

1、反應(yīng)堆工程概論名詞概念類簡答類裂變中子中還有不到 1%的中子是在裂變碎片過程中發(fā)射出來的這 些叫緩發(fā)中子緩發(fā)中子的能譜不同于瞬發(fā)中子的能譜緩發(fā)中子的平均能 量要比瞬發(fā)中子低雖然緩發(fā)中子在裂變中子中所占份額很小（小于1%）但他對反應(yīng) 堆的動力學(xué)過程和反應(yīng)堆控制卻又非常重要的影響在熱中子反應(yīng)堆內(nèi)中子的慢化主要靠中子與慢化劑核的彈性散射微觀截面：假設(shè)在1cm的物質(zhì)中有N個原子核在這個物質(zhì)的一個面 上射入一個中子我們把每一個原子核與一個入射中子發(fā)生核反應(yīng)的概率定義為微觀面 槍單位為米方宏觀截面：如果每立方米的物質(zhì)中含有N個核則乘積槍N 等于每立方米靶核的總截面用符號它的量綱是長度的倒數(shù)反應(yīng)堆堆芯滿足的

2、要求：1 堆芯功率分布應(yīng)盡量均勻以使堆芯有最 大的功率輸出2 盡量減小堆芯內(nèi)不必要的中子吸收材料以提高中子經(jīng)濟(jì)性3 有最佳的冷卻 劑流量分配和最小的流動阻力4 有較長的堆芯壽命以適當(dāng)減少換料操作次 數(shù)5堆芯結(jié)構(gòu)緊湊換料操作簡便壓水堆采用17某17排列燃料組件每個 組件中有 289 個柵元設(shè)有 24 根控制棒導(dǎo)向管和一根堆內(nèi)中子通量測量管其余264 個柵元裝有燃料棒組件：1燃料元件棒2 燃料組件的骨架結(jié)構(gòu)3控制棒組件4可燃毒 物組件 5中子源組件6 阻力塞組件陶瓷燃料優(yōu)點（相對金屬鈾）：1 熔點高2 熱穩(wěn)定性和輻照穩(wěn)定性 好 3 化學(xué)穩(wěn)定性好與包殼和冷卻劑材料的相容性好體積釋熱率定義：Qv二Ef

3、Rf分別代 表燃料的體積釋熱率每次核裂變產(chǎn)生的能量燃料內(nèi)的核反應(yīng)率燃料溫度系數(shù)：燃料溫度變化-開爾文（k）時所引起的反應(yīng)性變化 稱為燃料溫度系數(shù)慢化劑溫度系數(shù)：慢化劑溫度變化-開爾文（k）時所 引起的反應(yīng)性稱為慢化劑溫度系數(shù)中毒效應(yīng)：熱堆運行后堆內(nèi)所產(chǎn)生的 某些裂變產(chǎn)物其中子吸收截面較大故對p有明顯的影響裂變產(chǎn)物分：穩(wěn)定或長壽命的稱為結(jié)渣短壽命的稱為毒物毒 與渣對反應(yīng)性的影響稱為反應(yīng)性的毒渣效應(yīng)簡稱中毒效應(yīng)影響堆芯內(nèi)功率分布的主要因素：1燃料裝載的影響2反射層的影響3 控制棒的影響4結(jié)構(gòu)材料、水隙和空泡的影響5 燃料元件自屏蔽效應(yīng)的影響核反應(yīng)堆安全對策1 保證反應(yīng)堆得到安全可靠的控制2 確保堆

4、芯冷 卻3包容放射性產(chǎn)物反應(yīng)性控制類型：1緊急停堆控制2功率控制3補 償控制核反應(yīng)堆嚴(yán)重事故是指堆芯大面積燃料包殼失效威脅或破壞核反應(yīng) 堆壓力容器或安全殼的完整性引發(fā)放射性物質(zhì)泄漏的事故引起原因1 堆芯失去冷卻或 冷卻不充分2 堆芯的反應(yīng)性快速不可控制升高核反應(yīng)堆嚴(yán)重事故分為：1 堆芯溶化事故2 堆芯解體事故把核反應(yīng)堆運行工況分為四類：1 正常工況和運行瞬變2 中等頻率 事件3 稀有事故4 極限事故以上四類事故也稱為設(shè)計基準(zhǔn)事故 DBA為何熱中子反應(yīng)堆中選用輕水作慢化劑：因為是含氫物質(zhì)慢化能力 大價格低廉反射層對反應(yīng)堆的作用：1減少芯部中子的泄漏從而使得芯 部的臨界尺寸要比無反射層時的小這樣可

5、以節(jié)省一部分燃料2 提高反應(yīng)堆的平均輸出功率簡述反應(yīng)性負(fù)溫度系數(shù)對反應(yīng)堆運行安全的作用：若反應(yīng)堆具有負(fù) 的溫度系數(shù)則隨著溫度升高k值將變小從而使中子通量也跟著下降這樣就能在一定程度上 減緩或限制反應(yīng)堆溫度的上升從而有可能減緩或限制這種事故的進(jìn)一步擴(kuò) 大。什么是反應(yīng)堆的燃耗深度和堆芯壽命：通常把單位質(zhì)量燃料所發(fā)出 的能量作為燃耗深度的度量有燃耗深度二NttFWu堆芯壽命：當(dāng)反應(yīng)堆的有效增殖因數(shù) 降到 1 時反應(yīng)堆滿功率運行時間就稱為堆芯壽命大型壓水堆采?。靠刂品磻?yīng)性：1 控制棒控制2 化學(xué)控制劑一載硼 運行3可燃毒物控制壓水堆為何要在高壓下運行：為了提高壓水堆-回 路處的溫度水在壓水堆中的作用：

6、慢化劑冷卻劑壓水堆主冷卻劑系統(tǒng)包括哪些設(shè)備：1蒸汽發(fā)生器2穩(wěn)壓器3反應(yīng) 堆4反應(yīng)堆冷卻劑泵在同樣的堆功率情況下重水堆堆芯為何比壓水堆大: 重水慢化能力比輕水弱重水堆為何核燃料富集度可以比壓水堆低：因為 卸料燃耗較淺簡述緩發(fā)中子對反應(yīng)堆的作用：動力學(xué)過程buff對其進(jìn)行控制的 難度減小安全性提高為何在壓水堆內(nèi)不直接用金屬鈉而要用陶瓷U02作 燃料：金屬鈾作燃料可使用的工作溫度低一般在350-450C化學(xué)活性強(qiáng)在常溫下也會與水起劇烈反應(yīng)而 產(chǎn)生氫氣在空氣中會氧化粉末狀態(tài)的鈾易著火在高溫下只能與少數(shù)冷卻劑 相溶燃料元件的包殼作用：1包容裂變產(chǎn)物阻止裂變產(chǎn)物外泄2隔離燃 料和冷卻劑的屏障避免它們發(fā)生反

7、應(yīng) 3 有效導(dǎo)出核燃料反應(yīng)后產(chǎn)生的熱能。為何鋯合金用作包殼時其使用溫度要限制在350C以下：鋯合金包 殼在接近400C的水中只需幾天時間便可發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕破壞為了避免高溫腐蝕鋯合金包 殼表面的最高工作溫度一般限定在350C一下。控制棒直徑較細(xì)有什么 好處：1 棒徑細(xì)數(shù)量多吸收材料均勻分布在堆芯中使堆芯內(nèi)中子通量以及功率分布更為均勻2增大了撓性在保證控制棒導(dǎo)向管對中的 前提下不引起卡棒 3 棒徑小控制棒提升時所留下的水隙對功率分布畸變影 響小不需另設(shè)擠水棒簡化堆內(nèi)結(jié)構(gòu)降低了反應(yīng)堆壓力容器的高度對用作 控制棒的材料有什么基本要求：1 不但本身的中子吸收截面大其子代產(chǎn)物 也應(yīng)具有較高的中子吸收截面以增加控制棒的使用壽命2 材料對中子的1FV吸收和共振吸收能閾廣3熔點高導(dǎo)熱性好熱膨脹率小使用時尺寸穩(wěn) 定并與包殼相容性好4 中子活化截面小含長半衰期同位素少5強(qiáng)度高塑韌 性好抗腐蝕耐輻照說明反應(yīng)堆熱源的由來極其分布：說明反應(yīng)堆熱源的由來極其分布1 燃料釋熱 2 堆內(nèi)釋熱3結(jié)構(gòu)部件和慢化劑釋熱4反應(yīng)堆倍堆后釋熱什么叫核熱管因 子是怎樣計算的：為了衡量各有關(guān)的熱工參數(shù)的最大值偏離平均值（或名義值）的程度引入一個修正因子這個修正因子就稱為熱管因子熱管 因子是用各有關(guān)的熱工（或物理）