核反应堆物理分析复习资料

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1、核反应堆物理复习分析资料整理一．名词解释中子核反应类型：势散射、直接相互作用、复合核的形成微观截面：一个粒子入射到单位面积内只含一个靶核的靶子上所发生的反应概率，或表示一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核发生反应的概率。宏观截面：表征一个中子与单位体积内原子核发生核反应的平均概率。中子通量：表示单位体积内所有中子在单位时间内穿行距离的总和。核反应率：每秒每单位体积内的中子与介质原子核发生作用的总次数(统计平均值)。多普勒效应：由于靶核的热运动随温度的增加而增加，所以这时共振峰的宽度将随着温度的上升而增加，同时峰值也

2、逐渐减小，这种现象称为多普勒效应或多普勒展宽。截面随中子能量的变化规律：1）低能区（E<1eV），吸收截面随中子能量减小而增大，大致与中子的速度成反比，亦称吸收截面的1/v区。2）中能区（1eV10keV）,截面一般都很小，通常小于10靶，而且截面随能量变化也趋于平滑。中子循环：快中子倍增系数ε：由一个初始裂变中子所得到的，慢化到U-238裂变阈能以下的平均中子数。逃脱共振几率P：慢化过程中逃脱共振吸收的中子所占

3、的份额。热中子利用系数f:(燃料吸收的热中子数)/（被吸收的全部热中子数，包括被燃料，慢化剂，冷却剂，结构材料等所有物质吸收的热衷子数）。有效裂变中子数η：燃料每吸收一个热中子所产生的平均裂变中子数。快中子不泄漏几率Vs：快中子没有泄漏出堆芯的几率。热中子不泄漏几率Vd：热中子在扩散过程中没有泄漏出堆芯的几率。四因子公式：＝εPfη六因子公式：K＝εPfηVsVd1时间不多，快快快核反应堆物理复习分析资料整理直接相互作用：入射中子直接与靶核内的某个核子碰撞，使其从核里发射出来，而中子却留在了靶核内的核反应。中子的

4、散射：散射是使中于慢化(即使中子的动能减小)的主要核反应过程。非弹性散射：中子首先被靶核吸收而形成处于激发态的复合核，然后靶核通过放出中子并发射γ射线而返回基态。弹性散射：分为共振弹性散射和势散射。平均自由程：中子在介质中运动时，与原子核连续两次相互作用之间穿行的平均距离叫作平均自由程。中子通量密度：某点处中子密度与相应的中子速度的乘积，表示单位体积内所有中子在单位时间内穿行距离的总和。-14瞬发中子和缓发中子：裂变中，99％以上的中子是在裂变的瞬间(约10s)发射出来的，把这些中子叫瞬发中子；裂变中子中，还有小

5、于1％的中子是在裂变碎片衰变过程中发射出来的，把这些中子叫缓发中子。常用慢化剂：水、重水、Be、石墨慢化密度：在r处每秒每单位体积内慢化到能量E以下的中子数。慢化时间：裂变中子能量由裂变能慢化到热能所需要的平均时间。中子能谱：1热中子区：麦克斯韦谱；2慢化区：费米谱；3快中子区：裂变谱。扩散时间：无限介质内热中子在自产生至被俘获以前所经过的平均时间。2时间不多，快快快核反应堆物理复习分析资料整理平均寿命：在反应堆动力学计算中往往需要用到快中子自裂变产生到慢化成为热中子，直至最后被俘获的平均时间，称为中子的平均寿命

6、。分界能或缝合能：通常把某个分界能量Ec以下的中子称为热中子，Ec称为分界能或缝合能。对数能降：中子在慢化过程中能量的减少斐克定律：中子流密度J正比于负的中子通量密度梯度。斐克定律的物理解释：平面x=0的左边的碰撞密度比右边的大，因而大概可以预料，有正的中子流存在，这与菲克定律给出的相矛盾。但是，由于下述理由，这样的中子流不会出现。虽然左边的碰撞率较大是完全对的，但是由于较大的Es值使中子在该区的衰减也较大，因此，左边被散射的中子实际达到x=0的平面的几率小于中子从右边同样距离处被散射而到达该平面的几率。可以证明

7、，所增加的碰撞密度的效应和增加的衰减的效应恰好抵消，所以没有净中子流。所以推导菲克定律是所用的均匀介质的假设并不是菲克定律能够成立的一个严格要求，扩散长度：热中子扩散长度的平方等于热中子从产点到被吸收点的均方飞行距离的六分之一。中子流密度：单位时间内穿过与流动方向垂直的单位表面面积的净中子数。中子角密度：在r处单位体积内和能量为E的单位能量间隔内，运动方向为的单位立体角内的中子数目。慢化长度：中子从慢化成为热中子处到被吸收为止在介质中运动所穿行的直线距离。徙动长度：快中子从源点产生到变为热中子而被吸收时所穿行的

8、直线距离为rM。反射层节省：反应堆由于加上反射层所引起的临界尺寸的减小。3时间不多，快快快核反应堆物理复习分析资料整理反射层的作用：减少芯部中子泄漏，从而使得芯部的临界尺寸要比无反射层时的小，节省一部分燃料；提高反应堆的平均输出功率。反射层材料选取：散射截面大；吸收截面小；良好的慢化能力功率分布展平：芯部分区布置；可燃毒物的合理布置；采用化学补偿剂及部分长度控制棒以展平轴