核反應(yīng)堆物理基礎(chǔ)1-3章

核反應(yīng)堆物理基礎(chǔ)1-3章梁瀟核電1311班動力工程系第1章引言核反應(yīng)堆：是一種能以可控方式實現(xiàn)自續(xù)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的裝置，它由核燃料、冷卻劑、慢化劑、結(jié)構(gòu)材料和吸收劑等材料組成。核裂變反應(yīng)堆分類：按用途分：生產(chǎn)堆、實驗堆和動力堆按冷卻劑或慢化劑分：輕水堆、重水堆、氣冷堆和鈉冷快堆按引起裂變反應(yīng)的中子能量分：熱中子堆、快中子堆核島：由壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵、穩(wěn)壓器及有關(guān)閥門構(gòu)成的系統(tǒng)稱為一回路，是冷卻器回路的壓力邊界。它們都被安置在安全殼內(nèi)。第2章反應(yīng)堆中的核反應(yīng)1、中子核反應(yīng)分類：中子核反應(yīng)｛｛｛散射吸收彈性散射非彈性散射輻射俘獲反應(yīng)放出帶電粒子反應(yīng)裂變反應(yīng)2、中子核反應(yīng)截面與核反應(yīng)率：穿過薄靶后中子強度的改變量；

：單位面積上的入射中子數(shù)neutrons/cm2；：單位面積的靶核數(shù)微觀截面宏觀截面單位體積內(nèi)的原子核數(shù)N和微觀截面σ的乘積。定義：宏觀截面表示一個中子與單位體積內(nèi)所有原子核發(fā)生某種核反應(yīng)的幾率；平均自由程中子在介質(zhì)中運動時，與原子核連續(xù)兩次相互作用之間穿行的平均距離叫做平均自由程，用λ表示相應(yīng)的有散射平均自由程吸收平均自由程核反應(yīng)率單位時間內(nèi)中子與單位體積內(nèi)的原子核發(fā)生反應(yīng)的總次數(shù)（統(tǒng)計平均值）定義：（次/米3·秒）n為單位體積內(nèi)的中子數(shù)，也稱中子密度；v為中子速率，Σ為宏觀截面。核反應(yīng)率是反應(yīng)堆物理分析中常用到一個重要的物理量3、截面隨中子能量的變化率共振吸收靶核靜止

靶核作熱運動

多普勒展寬使共振峰的寬度展寬而共振峰的峰值降低，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。該效應(yīng)的結(jié)果是使中子的吸收增加，且多普勒效應(yīng)是瞬發(fā)效應(yīng)，即只要燃料溫度一發(fā)生變化，該效應(yīng)馬上就起作用，因此，燃料的多普勒效應(yīng)對反應(yīng)堆的安全有重要作用。4、核裂變堆芯任一點r處的功率密度或釋熱率一天消耗的核燃料千克/日第3章中子擴散、慢化與反應(yīng)堆臨界理論單群擴散連續(xù)性方程:反應(yīng)堆功率運行中，中子源最初來自于裂變，所以S與Φ有一定的比例關(guān)系(如S可以表示成S＝ν∑fΦ)，擴散方程最終可寫成如下的簡單形式：ΔΦ＋B2Φ=0

B2稱為材料曲率。求解通量隨空間的變化歸結(jié)為求解上述二階偏微分?jǐn)U散方程。上述擴散方程(擴散近似)成立的條件：散射各向同性，介質(zhì)均勻，吸收較弱，距離邊界較遠(yuǎn)。慢化能力與慢化比:反應(yīng)堆中中子能量變化的尺度很大，裂變中子到熱化中子能量相差約8個量級。因此可以把能量尺度進行數(shù)學(xué)變換，定義“勒”這一變量：u=ln(Eo/E)。則碰撞后的能量損失對應(yīng)的是“勒”的增加。一次碰撞后的平均勒增量(即平均對數(shù)能量縮減)稱之為ξ：

ξ≈1+αlnα/(1－α)

ξ∑s稱為慢化劑的慢化能力，ξ∑s/∑a

稱為慢化比。

慢化能力與慢化比:

中子慢化能譜:熱中子反應(yīng)堆中，大量的中子參與了慢化過程。我們關(guān)心的是，處在不同能量值上的中子數(shù)目有多少，或中子數(shù)目隨能量的變化，即“中子能譜”。反應(yīng)堆臨界的概念：反應(yīng)堆最重要的就是要能夠維持連續(xù)穩(wěn)定的運行，即維持連續(xù)穩(wěn)定的鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)。這