清华大学核反应堆物理分析课后答案

1、热中子反应堆内，瞬发中子的平均寿期比自由中子的半衰期（ ）。 A、短的多；B、长的多；C、一样大 。

1、某压水堆采用二氧化铀作燃料，其复集度为2.43%（重量），密度为104公斤/米2，计算：当中子能量为0.025ev时，二氧化铀的宏观吸收截面和宏观裂变截面（复集度表示铀－235在铀中所占的重量百分比）。

2、 某反应堆堆芯由铀－235、水和铝组成，各元素所占的体积比分别为0.002，0.600和0.398，计算堆芯的总吸收截面（0.025ev）。

3、 求热中子（0.025ev）在轻水、重水和镉中运动时，被吸收前平均遭受的散射碰撞数。

4、 试比较：将2.0M电子伏的中子束减弱到1/10所需的铝、钠和铝和铅的厚度。

5、 一个中子运动两个平均自由程及1/2个平均自由程而不与介质发生作用的几率分别是多少？

6、 堆芯的宏观裂变截面为5米-1，功率密度为20×106瓦/m3,求堆芯内的平均中子通量密度。

7、 有一座小型核电站，电功率为15万千瓦，设电站的效率为27%，试估算该电站反应堆额定功率运行一小时所消耗的铀－235数量。

8、 某反应堆在额定功率500兆瓦下运行了31天后停

核反应堆物理分析答案

第一章

1-1.某压水堆采用UO2作燃料，其富集度为2.43%（质量），密度为10000kg/m3。试计算：当中子能量为0.0253eV时，UO2的宏观吸收截面和宏观裂变截面。

解：由18页表1-3查得，0.0253eV时：?a(U5)?680.9b,?f(U5)?583.5b,?a(U8)?2.7b 由289页附录3查得，0.0253eV时：?a(O)?0.00027b

以c5表示富集铀内U-235与U的核子数之比，?表示富集度，则有：

235c5??

235c5?238(1?c5)1c5?(1?0.9874(?1))?1?0.0246

?M(UO2)?235c5?238(1?c5)?16?2?269.91000?(UO2)?NAN(UO2)??2.23?1028M(UO2)所以，N(U5)?c5N(UO2)?5.49?1026(m)?3

(m?3) (m?3)

N(U8)?(1?c5)N(UO2)?2.18?1028N(O)?2N(UO2)?4.46?1028(m?3)

?a(UO2)?N(U5)?a(U5)?N(U8)?a(U8)?N(O)?a(O)?0.0549?680.9?2

反应堆物理习题

1. 水的密度为103kg／m3，对能量为0.0253eV的中子，氢核和氧核的微观吸收截面分别为0.332b和2.7×10-4b，计算水的宏观吸收截面。

2. UO2的密度为10.42×103kg／m3，235U的富集度ε=3％(重量百分比)。已知在0.0253eV时， 235U的微观吸收截面为680.9b，238U为2.7b，氧为2.7×10-4b，确定UO2的宏观吸收截面。

3．强度为4?1010中子/厘米2·秒的单能中子束入射到面积为1厘米2，厚0.1厘米的靶上，靶的原子密度为0.048?1024原子/厘米3，它对该能量中子的总截面（微观）为4.5靶，求（1）总宏观截面（2）每秒有多少个中子与靶作用？

4．用一束强度为1010中子/厘米2·秒的单能中子束轰击一个薄面靶，我们观测一个选定的靶核，平均看来要等多少时间才能看到一个中子与这个靶核发生反应？靶核的总截面是10靶。

5．能量为1Mev通量密度为5?1012中子/厘米2·秒中子束射入12C薄靶上，靶的面积为0.5厘米2、厚0.05厘米，中子束的横截面积为0.1厘米2，1Mev中子与12C作用的总截面（微观）为2.6靶，问（1）中子与靶核的相互作用率是多少？（2）中子束

核反应堆物理分析答案

第一章

1-1.某压水堆采用UO2作燃料，其富集度为2.43%（质量），密度为10000kg/m3。试计算：当中子能量为0.0253eV时，UO2的宏观吸收截面和宏观裂变截面。

解：由18页表1-3查得，0.0253eV时：?a(U5)?680.9b,?f(U5)?583.5b,?a(U8)?2.7b 由289页附录3查得，0.0253eV时：?a(O)?0.00027b

以c5表示富集铀内U-235与U的核子数之比，?表示富集度，则有：

235c5??

235c5?238(1?c5)1c5?(1?0.9874(?1))?1?0.0246

?M(UO2)?235c5?238(1?c5)?16?2?269.9N(UO2)?1000?(UO2)?NA?2.23?1028M(UO2)26(m?3)(m?3)

所以，N(U5)?c5N(UO2)?5.49?10N(U8)?(1?c5)N(UO2)?2.18?1028N(O)?2N(UO2)?4.46?1028(m?3)

(m?3)

?a(UO2)?N(U5)?a(U5)?N(U8)?a(U8)?N(O)?a(O)?0.0549?680.9?2.18?2.7?4.46?0.0002

核反应堆物理分析习题答案

1、 H和O在1000eV到1eV能量范围内的散射截面似为常数，分别为20b和38b.计算H2O的 以及在H2O和中子从1000eV慢化到1eV所需要的碰撞次数。 解：不难得出，H2O的散射截面与平均对数能降应有下列关系： 即

H2O H2O 2 H H O O

(2 H O) H2O 2 H H O O

H2O (2 H H O O)/(2 H O)

查附录3，可知平均对数能降： H

1.000， O 0.120，代入计算得：

H2O (2 20 1.000 38 0.120)/(2 20 38) 0.571

NC ln(E2E1)/

/0.571 12.09 12.1

可得平均碰撞次数： 2．设

H2O

f( )d 表示L系中速度速度 的中子弹性散射后速度在 附近d 内的概率。

f( )d 的表达式，并求一次碰撞后的平均速

假定在C系中散射是各向同性的，求度。

1

m 2 2

得： dE m d 2

解： 由：

核反应堆工程 复习参考题

1、 压水堆与沸水堆的主要区别是什么？

沸水堆采用一个回路，压水堆有两个回路；沸水堆由于堆芯顶部要安装汽水分离器等设备，故控制棒需从堆芯底部向上插入，控制棒为十字形控制棒，压水堆为棒束型控制棒，从堆芯顶部进入堆芯；沸水堆具有较低的运行压力（约为70个大气压），冷却水在堆内以汽液形式存在，压水堆一回路压力通常达150个大气压，冷却水不产生沸腾。 2、 简要叙述一种常用堆型的基本工作原理？

沸水堆（Boiling Water Reactor）字面上来看就是采用沸腾的水来冷却核燃料的一种反应堆，其工作原理为：冷却水从反应堆底部流进堆芯，对燃料棒进行冷却，带走裂变产生的热能，冷却水温度升高并逐渐气化，最终形成蒸汽和水的混合物，经过汽水分离器和蒸汽干燥器，利用分离出的蒸汽推动汽轮进行发电。

压水堆（Pressurized Water Reactor）字面上看就是采用高压水来冷却核燃料的一种反应堆，其工作原理为：主泵将120～160个大气压的一回路冷却水送入堆芯，把核燃料放出的热能带出堆芯，而后进入蒸汽发生器，通过传热管把热量传给二回路水，使其沸腾并产生蒸汽；一回路冷却水温度下降，进入堆芯，完成一回路水循环；二回路产生的高压蒸

核弹与核反应堆的原理及发展

经济与管理学院 工商管理类098班 范晶晶 学号：5400209419

摘要:当今世界，核武器似乎成了衡量一个国家实力的另一标准，核弹——利用爆炸性核反应释放出的巨大能量对目标造成杀伤破坏作用的武器。在我国，它的发展经历了五个时期——螫伏期、急速发展期、滞后期、恢复期和跃进期，说到核弹又不得不提起核反应堆，他们的原理相近，而核反应堆早在20亿年前就存在。

Summary: nowdays, Nuclear weapons seems to become another standard to measure a country s strength, Nuclear bomb – A weapon witch use of explosion to release a great energy to destory the target..In china,It experiences five period——hibernation、evolution period、Duration of Lag、recovery phaseand leap forward. When it comes to bombs,it

第一、二章

1、以下符号各代表什么意思？

1RX309；9DC210；1RCP001PO；2ABP001PO；GRE003VV； REA065VB；RCP005MP；007LT；1RCVA001

注：R-反应堆厂房；D-柴油机厂房；AB(H)P -低压给水加热器系统 ；RCP-反应堆冷却剂系统 ；GRE---汽机调节系统；REA-反应堆硼和水补给系统；M-经传送器；L-就地；A-中压电缆 P41-46

2、压水堆本体由哪几部分组成，各部分功能是什么（了解即可）？ 反应堆堆芯、堆内构件、反应堆压力容器和顶盖、控制棒驱动机构 3、堆芯有多少燃料组件？请描述燃料组件的构成。

157个燃料组件；每个燃料组件共有264根燃料元件棒、24根控制棒导向管和一根中子注

量率导管，按17*17排列成正方形栅格，共289个棒位。沿高度方向有8个定位格架和3个中间搅混架

4、第一循环时堆芯有哪些组件？各组件数量是多少？

燃料组件157 控制棒组件49 可燃毒物组件66 初级中子源组件2 次级中子源组件2 阻力塞组件38

5、分述第一燃料循环时堆芯各功能组件的作用。

控制棒组件作为中子吸收剂，起到调节堆内功率水平、温度和停堆的作用；可燃毒物组

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1

低温供热核反应堆项目可行性报告

供应及外部配套条件第一节主要原材料供应第二节燃料、加热

能源供应第三节给水供电第四节外部配套条件第十章低温供热核反应堆项目进度与管理第一节工程建设管理第二节低温供热核反应堆项目进度规划第三节低温供热核反应堆项目招标第十一章环境影响评价第一节建设地区的环境现状

一、低温供热核反应堆项目的地理位置

二、现有工矿企业分布情况

三、生活居住区分布情况和人口密度、健康状况、地方病等情况

四、大气、地下水、地面水的环境质量状况

五、交通运输情况

六、其他社会经济活动污染、破坏现状资料第二节低温供热核反应堆项目主要污染源和污染物

一、主要污染源

二、主要污染物第三节低温供热核反应堆项目拟采用的环境保护标准第四节治理环境的方案

一、低温供热核反应堆项目对周围地区的地质、水文、气象可能产生的影响

二、低温供热核反应堆项目对周围地区自然资源可能产生的影响

三、低温供热核反应堆项目对周围自然保护区、风景游览区等可能产生的影响

四、各种污染物最终排放的治理措施和综合利用方案

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2 五、绿化措施，包括防护地带的防护林和建设区域的绿化第五节

环境监测制度的建议第六节环境保护投资估算第

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低温供热核反应堆项目可行性报告

供应及外部配套条件第一节主要原材料供应第二节燃料、加热

能源供应第三节给水供电第四节外部配套条件第十章低温供热核反应堆项目进度与管理第一节工程建设管理第二节低温供热核反应堆项目进度规划第三节低温供热核反应堆项目招标第十一章环境影响评价第一节建设地区的环境现状

一、低温供热核反应堆项目的地理位置

二、现有工矿企业分布情况

三、生活居住区分布情况和人口密度、健康状况、地方病等情况

四、大气、地下水、地面水的环境质量状况

五、交通运输情况

六、其他社会经济活动污染、破坏现状资料第二节低温供热核反应堆项目主要污染源和污染物

一、主要污染源

二、主要污染物第三节低温供热核反应堆项目拟采用的环境保护标准第四节治理环境的方案

一、低温供热核反应堆项目对周围地区的地质、水文、气象可能产生的影响

二、低温供热核反应堆项目对周围地区自然资源可能产生的影响

三、低温供热核反应堆项目对周围自然保护区、风景游览区等可能产生的影响

四、各种污染物最终排放的治理措施和综合利用方案

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2 五、绿化措施，包括防护地带的防护林和建设区域的绿化第五节

环境监测制度的建议第六节环境保护投资估算第