堆物理第三四章

堆物理第三四章第1頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第三章中子擴(kuò)散理論1.各向同性（大型堆中心）與無(wú)關(guān)。2.穩(wěn)態(tài)與無(wú)關(guān)。3.單能（或單速）與E無(wú)關(guān)。第2頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一單能中子擴(kuò)散方程裴克定律單能中子擴(kuò)散方程的建立邊界條件擴(kuò)散長(zhǎng)度、慢化長(zhǎng)度和徒動(dòng)長(zhǎng)度第3頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1裴克定律玻爾茲曼輸運(yùn)方程：描述中子輸運(yùn)過(guò)程的精確方程。擴(kuò)散方程：近似地認(rèn)為中子通量密度的角分布于運(yùn)動(dòng)方向的依賴(lài)性很弱甚至無(wú)關(guān)，通過(guò)這種近似簡(jiǎn)化得到的方程稱(chēng)為擴(kuò)散方程。第4頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一中子流密度定義稱(chēng)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(dòng)情況。擴(kuò)散系數(shù)：輸運(yùn)平均自由程第5頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2單能中子擴(kuò)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(duì)時(shí)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(kuò)散方程：

第6頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3邊界條件⑴在擴(kuò)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(shí)數(shù)。⑵在兩種不同擴(kuò)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，中子通量密度相等。⑶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(kāi)交界面某個(gè)距離d處的位置上中子通量密度等于零。d稱(chēng)為直線外推距離。第7頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4擴(kuò)散長(zhǎng)度、慢化長(zhǎng)度和徙動(dòng)長(zhǎng)度擴(kuò)散長(zhǎng)度上式說(shuō)明：在無(wú)限介質(zhì)內(nèi)點(diǎn)源的情況下，擴(kuò)散長(zhǎng)度的平方等于熱中子從產(chǎn)生地點(diǎn)到被吸收地點(diǎn)穿行直線距離均方值的六分之一。L增大時(shí)也增大，熱中子泄露的幾率愈大。第8頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一慢化長(zhǎng)度熱中子年齡：裂變中子慢化到熱中子的年齡。徒動(dòng)長(zhǎng)度令對(duì)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值等于零，即徒動(dòng)長(zhǎng)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(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第四章均勻反應(yīng)堆的臨界理論在反應(yīng)堆臨界理論中，主要研究?jī)蓚€(gè)問(wèn)題：各種形狀堆達(dá)到臨界的條件，并求出臨界時(shí)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(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第四章均勻反應(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(kuò)散理論第11頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1有反射層反應(yīng)堆反射層的作用⑴減少芯部中子泄漏，使臨界尺寸減小，可以節(jié)省一部分燃料。⑵可以提高堆得平均輸出功率，這時(shí)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⑴散射截面大。⑵吸收截面要小。⑶具有良好的慢化能力。第12頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一常用材料：H2O，D2O，石墨和Be反射層節(jié)?。涸谛静堪蟹瓷鋵雍螅静颗R界尺寸的減少量，式中：R臨界半徑第13頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2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(yùn)行的經(jīng)濟(jì)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(shí)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(yuǎn)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(chēng)為功率分布展平。第14頁(yè)，共16頁(yè)，2023年，2月20日，星期一展平功率分布的措施主要有：⑴芯部分區(qū)布置⑵可燃毒物的合理布置⑶采用化學(xué)補(bǔ)償及部分長(zhǎng)度控制棒控制以展平軸向通量分布⑷反射層的應(yīng)