核反应堆物理分析课后习题及答案

ID:30775681

大小:846.19 KB

页数:35页

时间:2019-01-03

核反应堆物理分析课后习题及答案_第1页
核反应堆物理分析课后习题及答案_第2页
核反应堆物理分析课后习题及答案_第3页
核反应堆物理分析课后习题及答案_第4页
核反应堆物理分析课后习题及答案_第5页
资源描述:

《核反应堆物理分析课后习题及答案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、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:由289页附录3查得,0.0253eV时: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:所以,1-2.某反应堆堆芯由U-235,H2O和Al组成,各元素所占体积比分别为0.002,0.6和0.398,计算堆芯的总吸收截面(E=0.0253eV)。解:由18页表1-3查得,0.02

2、53eV时:由289页附录3查得,0.0253eV时:可得天然U核子数密度则纯U-235的宏观吸收截面:总的宏观吸收截面:1-3、求热中子(0.025电子伏)在轻水、重水、和镉中运动时,被吸收前平均遭受的散射碰撞次数。-解:设碰撞次数为t1-4、试比较:将2.0MeV的中子束强度减弱到1/10分别需要的Al,Na,和Pb的厚度。解:查表得到E=0.0253eV中子截面数据:ΣaΣsAl:0.0150.084Na:0.0130.102Pb:0.0060.363Al和Na的宏观吸收截面满足1/v律。Q:铅对2MeV中子的吸收截面在屏蔽中

3、是否可以忽略?(在跨越了可分辨共振区后截面变得非常小)Σa=Σa(0.0253)(0.0253/2×106)^1/2ΣaAl0.0169×10-4Na0.0146×10-4窄束中子衰减规律:I=I0e-∑xI=(1/10)I0∴x=(ln10)/Σ因此若只考虑吸收衰减:xAl=136.25×104mxNa=157.71×104m对于轻核和中等质量核,弹性散射截面在eV~几MeV范围内基本不变。所以只考虑弹性散射截面时,结果如下:(相比较之下能量为2MeV时,弹性散射截面要比吸收界面大很多)但是不清楚对于重核铅弹性截面基本不变的假设是

4、否成立?xAl=27.41mxNa=22.57mxPb=6.34m1-61-7.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。解:热能:裂变U235核数:俘获加裂变U235核数:消耗U235总质量量:8、某反应堆在额定功率500兆瓦下运行了31天后停堆,设每次裂变产生的裂变产物的放射性活度为1.08×10-16t-1.2居里。此处t为裂变后的时间,单位为天,试估算停堆24小时堆内裂变产物的居里数解:1-9.设核燃料中铀-235的浓缩度为3.2%(重量),试求铀

5、-235与铀-238的核子数之比。1-10.为使铀的η=1.7,试求铀中U-235富集度应为多少(E=0.0253eV)。解:由18页表1-3查得,0.0253eV时:由定义易得:为使铀的η=1.7,富集11.、为了得到1千瓦时的能量,需要使多少铀-235裂变解:设单次裂变产生能量200MeVU235裂变数:U235质量:1-12.反应堆的电功率为1000兆瓦,设电站的效率为32%。问每秒有多少个铀-235发生裂变?问运行一年共需消耗多少公斤易裂变物质?一座相同功率煤电厂在同样时间需要多少燃料?已知标准煤的燃烧热为Q=29兆焦/公斤

6、。每秒钟发出的热量:每秒钟裂变的U235:运行一年的裂变的U235:消耗的u235质量:需消耗的煤:.一核电站以富集度20%的U-235为燃料,热功率900MW,年负荷因子(实际年发电量/额定年发电量)为0.85,U-235的俘获-裂变比取0.169,试计算其一年消耗的核燃料质量。解:该电站一年释放出的总能量=对应总的裂变反应数=因为对核燃料而言:核燃料总的核反应次数=消耗的U-235质量=消耗的核燃料质量=第二章.某裂变堆,快中子增殖因数1.05,逃脱共振俘获概率0.9,慢化不泄漏概率0.952,扩散不泄漏概率0.94,有效裂变中

7、子数1.335,热中子利用系数0.882,试计算其有效增殖因数和无限介质增殖因数。解:无限介质增殖因数:不泄漏概率:有效增殖因数:2-1.H和O在1000eV到1eV能量范围内的散射截面近似为常数,分别为20b和38b。计算H2O的ξ以及在H2O中中子从1000eV慢化到1eV所需的平均碰撞次数。解:不难得出,H2O的散射截面与平均对数能降应有下述关系:σH2O∙ξH2O=2σH∙ξH+σO∙ξO即:(2σH+σO)∙ξH2O=2σH∙ξH+σO∙ξOξH2O=(2σH∙ξH+σO∙ξO)/(2σH+σO)查附录3,可知平均对数能降

8、:ξH=1.000,ξO=0.120,代入计算得:ξH2O=(2×20×1.000+38×0.120)/(2×20+38)=0.571可得平均碰撞次数:Nc=ln(E2/E1)/ξH2O=ln(1000/1)/0.571=12.09≈

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
正文描述:

《核反应堆物理分析课后习题及答案》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、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:由289页附录3查得,0.0253eV时: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:所以,1-2.某反应堆堆芯由U-235,H2O和Al组成,各元素所占体积比分别为0.002,0.6和0.398,计算堆芯的总吸收截面(E=0.0253eV)。解:由18页表1-3查得,0.02

2、53eV时:由289页附录3查得,0.0253eV时:可得天然U核子数密度则纯U-235的宏观吸收截面:总的宏观吸收截面:1-3、求热中子(0.025电子伏)在轻水、重水、和镉中运动时,被吸收前平均遭受的散射碰撞次数。-解:设碰撞次数为t1-4、试比较:将2.0MeV的中子束强度减弱到1/10分别需要的Al,Na,和Pb的厚度。解:查表得到E=0.0253eV中子截面数据:ΣaΣsAl:0.0150.084Na:0.0130.102Pb:0.0060.363Al和Na的宏观吸收截面满足1/v律。Q:铅对2MeV中子的吸收截面在屏蔽中

3、是否可以忽略?(在跨越了可分辨共振区后截面变得非常小)Σa=Σa(0.0253)(0.0253/2×106)^1/2ΣaAl0.0169×10-4Na0.0146×10-4窄束中子衰减规律:I=I0e-∑xI=(1/10)I0∴x=(ln10)/Σ因此若只考虑吸收衰减:xAl=136.25×104mxNa=157.71×104m对于轻核和中等质量核,弹性散射截面在eV~几MeV范围内基本不变。所以只考虑弹性散射截面时,结果如下:(相比较之下能量为2MeV时,弹性散射截面要比吸收界面大很多)但是不清楚对于重核铅弹性截面基本不变的假设是

4、否成立?xAl=27.41mxNa=22.57mxPb=6.34m1-61-7.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。解:热能:裂变U235核数:俘获加裂变U235核数:消耗U235总质量量:8、某反应堆在额定功率500兆瓦下运行了31天后停堆,设每次裂变产生的裂变产物的放射性活度为1.08×10-16t-1.2居里。此处t为裂变后的时间,单位为天,试估算停堆24小时堆内裂变产物的居里数解:1-9.设核燃料中铀-235的浓缩度为3.2%(重量),试求铀

5、-235与铀-238的核子数之比。1-10.为使铀的η=1.7,试求铀中U-235富集度应为多少(E=0.0253eV)。解:由18页表1-3查得,0.0253eV时:由定义易得:为使铀的η=1.7,富集11.、为了得到1千瓦时的能量,需要使多少铀-235裂变解:设单次裂变产生能量200MeVU235裂变数:U235质量:1-12.反应堆的电功率为1000兆瓦,设电站的效率为32%。问每秒有多少个铀-235发生裂变?问运行一年共需消耗多少公斤易裂变物质?一座相同功率煤电厂在同样时间需要多少燃料?已知标准煤的燃烧热为Q=29兆焦/公斤

6、。每秒钟发出的热量:每秒钟裂变的U235:运行一年的裂变的U235:消耗的u235质量:需消耗的煤:.一核电站以富集度20%的U-235为燃料,热功率900MW,年负荷因子(实际年发电量/额定年发电量)为0.85,U-235的俘获-裂变比取0.169,试计算其一年消耗的核燃料质量。解:该电站一年释放出的总能量=对应总的裂变反应数=因为对核燃料而言:核燃料总的核反应次数=消耗的U-235质量=消耗的核燃料质量=第二章.某裂变堆,快中子增殖因数1.05,逃脱共振俘获概率0.9,慢化不泄漏概率0.952,扩散不泄漏概率0.94,有效裂变中

7、子数1.335,热中子利用系数0.882,试计算其有效增殖因数和无限介质增殖因数。解:无限介质增殖因数:不泄漏概率:有效增殖因数:2-1.H和O在1000eV到1eV能量范围内的散射截面近似为常数,分别为20b和38b。计算H2O的ξ以及在H2O中中子从1000eV慢化到1eV所需的平均碰撞次数。解:不难得出,H2O的散射截面与平均对数能降应有下述关系:σH2O∙ξH2O=2σH∙ξH+σO∙ξO即:(2σH+σO)∙ξH2O=2σH∙ξH+σO∙ξOξH2O=(2σH∙ξH+σO∙ξO)/(2σH+σO)查附录3,可知平均对数能降

8、:ξH=1.000,ξO=0.120,代入计算得:ξH2O=(2×20×1.000+38×0.120)/(2×20+38)=0.571可得平均碰撞次数:Nc=ln(E2/E1)/ξH2O=ln(1000/1)/0.571=12.09≈

显示全部收起
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。
关闭