核反应堆物理分析课后习题参考答案.pdf

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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：(5)U680.9,b(5)U583.5,b(8)U2.7bafa由289页附录3查得，0.0253eV时：()O0.00027ba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235c238(1c)5511c(10.9874

2、(1))0.02465M(UO)235c238(1c)162269.92551000(UO2)NA283NUO()2.2310(m)2M(UO)2263所以，NU(5)cNUO()5.4910(m)52283NU(8)(1cNUO)()2.1810(m)52283NO()2(NUO)4.4610(m)2(UO)NU(5)(5)UNU(8)(8)UNO()()Oa2aaa10.0549680.92.182.74.460.0002743

3、.2(m)1(UO)NU(5)(5)U0.0549583.532.0(m)f2f1-2.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，0.0253eV时：(5)U680.9ba11由289页附录3查得，0.0253eV时：(Al)1.5m,(HO)2.2m,MU()238.03,aa233()19.0510Ukgm/283可得天然U核子数密度NU()1000

4、()UN/MU()4.8210(m)A1则纯U-235的宏观吸收截面：(5)UNU(5)(5)U4.82680.93279.2(m)aa1总的宏观吸收截面：0.002(5)0.6U(HO)0.398(Al)8.4(m)aaa2a1-611PVV3.210P21071721.2510m11113.21053.2101-12题6PT1000109每秒钟发出的热量：E3.12510J0.3210919每秒钟裂变的U235：N3.1

5、25103.125109.765610(个)1927运行一年的裂变的U235：N'NT9.7656103652436003.079710(个)消耗的u235质量：27(1)N'(10.18)3.0797102356mA1.422810g1422.8kg23N6.02210A9E'11036524360096需消耗的煤：m3.398310Kg3.398310吨7Q0.322.9101-10.为使铀的η＝1.7，试求铀中U-235富集度应为多少(

6、E=0.0253eV)。解：由18页表1-3查得，0.0253eV时：(5)U680.9,b(5)U583.5,b(8)U2.7bafa,(5)vU2.416vU(5)vU(5)(5)NU(5)Uff由定义易得：NU(5)(5)UNU(8)(8)UaaaNU(5)vU(5)(5)UfNU(8)((5))Ua(8)UaNU(5)2.416583.5为使铀的η＝1.7，NU(8)(680.9)54.9(5)NU2.71.7235(5)NU235富集度100%

7、1.77%235(5)238(8)NUNU23523854.9.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。616解：该电站一年释放出的总能量=900100.85360060243652.412510J162.41251026对应总的裂变反应数=7.5410619200101.610因为对核燃料而言：tf2626核燃料总的核反应次数=7.

8、5410(10.169)8.8110268.8110235消耗的U-235质量=344(kg)236.02101000消耗的核燃料质量=344/20%1720(kg)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，有效裂变中子数1.335，热