1、PAGE 1PAGE 57西安交通大學(xué)核反應(yīng)堆物理分析(共470題)從反應(yīng)堆物理的角度看，良好的慢化劑材料應(yīng)具有什么樣的性能？答案：慢化劑是快中子與它的核發(fā)生碰撞后能減速成熱中子的材料，這與它的三種中子物理性能有關(guān)：平均對(duì)數(shù)能量縮減；s宏觀散射截面；a宏觀吸收截面。綜合評(píng)價(jià)應(yīng)是和s都比較大而a又較小的材料才是較好的慢化材料，定量地用慢化能力s和慢化比和s/a來(lái)比較。試列出常用慢化劑的慢化能力和慢化比。四種常用慢化的慢化能力和慢化比列表如下：水（H2O）重水（D2O）鈹（Be）石墨（C）s/cm-11.530.1700.1760.064s/a7212000159170 核力所具有的特點(diǎn)是什么？答

2、案：基本特點(diǎn)是：核力是短程力，作用范圍大約是1210-13cm；核力是吸引力，中子與中子，質(zhì)子與中子，質(zhì)子與質(zhì)子之間均是強(qiáng)吸引力。核力與電荷無(wú)關(guān)。核力具有飽和性，每一核子只與其鄰近的數(shù)目有限的幾個(gè)核子發(fā)生相互作用。4.定性地說(shuō)明：為什么燃料溫度Tf越高逃脫共振吸收幾率P越??？答案：逃脫共振吸收幾率P是快中子慢化成熱中子過(guò)程中逃脫238U共振吸收峰的幾率，在燃料溫度低的時(shí)候，a共振峰又高又窄，如圖所示，當(dāng)燃料溫度升高后，238U的a的共振峰高度下降了，然而卻變寬了，因而不僅原來(lái)共振峰處能量的中子被吸收，而且該能量左右的中子也會(huì)被吸收。溫度越高共振峰變得越寬，能被該共振峰吸收的中子越多，逃脫共振吸

3、收幾率P就越小，這種效應(yīng)也稱為多譜勒展寬。試定性地解釋燃料芯塊的自屏效應(yīng)。答案：中子在燃料中穿行一定距離時(shí)的吸收幾率，可表示為：P(a)=1-e-X/其中為吸收平均自由程，X為中子穿行距離。一般認(rèn)為X5時(shí)，中子幾乎都被吸收了P(a)1。對(duì)于壓水堆，燃料用富集度為3.0%的UO2，中子能量為6.7ev，穿行距離在5a=0.0315cm內(nèi)被吸收的幾率為99.3%，所以很難有6.7ev的中子能進(jìn)入到燃料芯塊中心，這種現(xiàn)象稱為自屏效應(yīng)。6.什么是過(guò)渡周期？什么是漸近周期？答案：在零功率時(shí)，當(dāng)階躍輸入正反應(yīng)性0（050運(yùn)行時(shí)：在達(dá)到下列情況之一以前，至少每小時(shí)計(jì)算一次象限功率傾斜比：a 象限功率傾斜比降

4、低到其限值范圍辦，或b 熱功率降低到50%額定熱功率經(jīng)下。須在2小時(shí)內(nèi)做到下面二條之一：a 使象限功率傾斜比降低到其限值內(nèi)，或b 對(duì)于所指示的象限功率傾斜比，超過(guò)1.0的每1須至少降低3額定熱功率，同時(shí)類似地須在此后4小時(shí)內(nèi)降低功率量程中子通量停堆保護(hù)高定值。超過(guò)限值后的24小時(shí)內(nèi)驗(yàn)證象限功率傾斜比是否在其限值范圍內(nèi)，否則在此后的2小時(shí)內(nèi)把反應(yīng)堆功率降低到50額定熱功率以下，同時(shí)把停堆保護(hù)的功率量程中子通量高定值在此后4小時(shí)內(nèi)降低到55%額定熱功率的定值。在提升功率前須查明原因。在進(jìn)行50%額定熱功率以上功率運(yùn)行時(shí)，須經(jīng)過(guò)在此功率水平下對(duì)象限功率下對(duì)象限功率傾斜比進(jìn)行每小時(shí)1次共12小時(shí)的驗(yàn)證

5、，證明象限功率傾斜比在正常值內(nèi)；或者直到驗(yàn)證了95%或以上的額定功率下傾斜比是可接受的。15.說(shuō)明上題中采取基本措施的理由是什么？答案：由于徑向功率傾斜的增加，即徑向功率不均勻因子（FTQ）增加，勢(shì)必導(dǎo)致總的不均勻因子的增加（FTQ）。根據(jù)估算，徑向功率傾斜比上升1%，則總的不均勻因子（FTQ）增加3%。為了保證最大線功率密度不超過(guò)限值，所以當(dāng)徑向功率傾斜比為1.021.09時(shí)，功率降至70%的額定功率是能保證安全的。限定運(yùn)行時(shí)間的理由有二：留有一定的時(shí)間供運(yùn)行人員對(duì)顯示的周向功率傾斜比作進(jìn)一步檢查和校核，以排除測(cè)量?jī)x器、儀表及測(cè)量系統(tǒng)的故障，確認(rèn)原顯示值是正確的。防止發(fā)生各燃料組件燃耗過(guò)大的

6、不均勻性，以免局部燃料元件燃耗過(guò)大而破損。16.何謂控制棒的反應(yīng)性價(jià)值？控制棒價(jià)值的大小與什么成正比？答案：控制棒的反應(yīng)性價(jià)值，簡(jiǎn)稱控制棒價(jià)值，是指在堆芯內(nèi)有控制棒存在時(shí)和沒有控制棒存在時(shí)的反應(yīng)性之差?？刂瓢粼谄浣Y(jié)構(gòu)確定之后即控制棒大小，形狀和材料決定之后，其反應(yīng)性價(jià)值與控制棒所在位置的中子價(jià)值成正比，也即與所在位置的中子通量密度的平方成正比。以Keff的六因子公式（即Keff =fPthPf）為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)要分析控制棒對(duì)Keff的影響。泄漏幾率（Pth、Pf）。熱中子利用系數(shù)表示式為f=，可見插入控制棒后Ra將增大，導(dǎo)致f增大，從而使Keff減小，這是主要影響。式中Ua、Ma、Ra、Pa分別表示

7、燃料、慢化劑（包括可溶硼）、控制棒、及裂變產(chǎn)物對(duì)熱中子的吸收，控制棒中的Cd是強(qiáng)的熱中子吸收劑。由于控制棒是強(qiáng)中子吸收體，所以它對(duì)逃脫共振吸收幾率P有明顯的影響。根據(jù)P的定義可知，如果超熱吸收強(qiáng)烈，則經(jīng)慢化而能達(dá)到熱能區(qū)的中子數(shù)就小了，故控制棒的插入使P值減小，從而Keff下降。兩群擴(kuò)散近似的中子不泄漏幾率表示式為：P= PthPf =當(dāng)控制棒插入堆芯時(shí)，中子年齡變大，堆的幾何曲率B2也變大，致使Pf變小。同時(shí)控制棒插入后增加了對(duì)熱中子的吸收，相當(dāng)于增加了熱中子的泄漏，所以Pth也減小，總的來(lái)說(shuō)，控制棒的插入使中子的不泄漏幾率P= PthPf減小。這是次要的。17. 何謂控制棒組的微分價(jià)值和積

8、分價(jià)值？它們應(yīng)如何估算？答案：控制棒微分價(jià)值是指控制棒每移動(dòng)一步所引入的反應(yīng)性變化。其單位常用pcm/step。顯然這是個(gè)微分量，計(jì)算式為DRW=，通常假定該高度附近，棒的微分價(jià)值不隨高度而變，則可用移動(dòng)的步數(shù)除移動(dòng)后所引入的反應(yīng)性量來(lái)計(jì)算，即DRW。當(dāng)控制棒從一參考位置移動(dòng)到某一高度后，所引入的反應(yīng)性稱為這個(gè)高度上的積分價(jià)值。(S1、S2)=，若參考位置選在全插位置，則是提棒向堆芯引入的正反應(yīng)性。當(dāng)終點(diǎn)選在全提位置則是整束（組）棒引入的正反應(yīng)性。反之參考位置選在全提位置，終點(diǎn)選在全插位置，則是全棒束（組）全插后引入的負(fù)反應(yīng)性。18. 為什么要對(duì)T4棒組作插入限制和咬量大小的規(guī)定？答案：作插入

9、限制的原因有：保證在任何功率運(yùn)行下有足夠的停堆深度；防止插入過(guò)量后造成下半堆芯過(guò)度的局部功率峰；減小了彈棒事故后果的嚴(yán)重性。保證其有適當(dāng)?shù)奈⒎謨r(jià)值（通常規(guī)定為2.02.5pcm/步），以確保對(duì)溫度、功率、汽泡、硼濃度等小反應(yīng)性變化起到快速響應(yīng)的作用。19. 給出并解釋Keff與堆芯壽期的關(guān)系曲線。答案：對(duì)一座新堆（或換料后的堆芯），其燃料裝載量比臨界質(zhì)量要多，初始Keff比較大，即剩余反應(yīng)性比較大，除了冷態(tài)臨界至熱態(tài)滿功率的溫度效應(yīng)及功率虧損外，還必須用控制棒，可溶硼及可燃毒物來(lái)補(bǔ)償，才能在反應(yīng)堆中實(shí)現(xiàn)自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（反應(yīng)堆在滿功率下臨界運(yùn)行）。在壽期初（BOL），平衡氙，最大氙毒的負(fù)反應(yīng)性使K

10、eff急劇下降。隨后，隨著燃耗的增加，Keff逐漸減小。直至Keff到1.0時(shí)完成該堆芯循環(huán)壽期的運(yùn)行。下圖給出Keff與堆芯燃耗的關(guān)系曲線。曲線有兩條TL1和TL2分別對(duì)應(yīng)于最大氙和平衡氙情況。20. 什么是“延長(zhǎng)運(yùn)行”？為什么要延長(zhǎng)運(yùn)行？以什么方式來(lái)實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)運(yùn)行？ 答案：“延長(zhǎng)運(yùn)行”是指提高這一循環(huán)燃料的燃耗達(dá)到延長(zhǎng)換料周期的運(yùn)行方式。反應(yīng)堆在滿功率平衡氙下運(yùn)行到壽期末（EOL），Keff已接近于1.0，按計(jì)劃已到換料時(shí)間，但由于主觀上（電廠本身）或客觀上（電網(wǎng)）的要求，必須再繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)運(yùn)行的方式有兩種，一是降低功率運(yùn)行，利用功率虧損和平衡氙毒所釋放的正反應(yīng)性延長(zhǎng)運(yùn)行。二是

11、降低冷卻劑平均溫度運(yùn)行，這是利用溫度效應(yīng)所釋放的正反應(yīng)性延長(zhǎng)運(yùn)行。原理上，降低冷卻劑平均溫度運(yùn)行比較有利，因?yàn)榭梢栽谳^高功率上運(yùn)行一段時(shí)間，但實(shí)際上往往會(huì)帶來(lái)控制系統(tǒng)的變更等的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定的困難。21. 試在坐標(biāo)圖上定性地繪出一新建電站的壓水堆兩種情況下臨界硼濃度隨燃耗的變化曲線：(1) 熱態(tài)滿功率，無(wú)控制棒，無(wú)可燃毒物；(2) 熱態(tài)滿功率，無(wú)控制棒，有可燃毒物。22. 試對(duì)上題中兩條臨界硼濃度隨燃耗的變化曲線的相同點(diǎn)及不同點(diǎn)給出簡(jiǎn)要說(shuō)明。答案：壽期初硼濃度的起點(diǎn)不同，因有可燃毒物存在，補(bǔ)償了部分反應(yīng)性，故有可燃毒物的曲線起始硼濃度要低得多；由零氙到平衡氙，硼濃度的急劇下降其幅度和速率

12、基本相同，這是因?yàn)槠胶怆镜姆磻?yīng)性是相同的；平衡氙建立后臨界硼濃度隨燃耗的下降速率不同，有可燃毒物的曲線下降速率要慢得多，因?yàn)榭扇级疚镆搽S燃耗、釋放出正反應(yīng)性，特別是壽期初，可燃毒物濃度高，大量燃耗，補(bǔ)償了燃料的燃耗反應(yīng)性，所以有一段時(shí)間幾乎臨界硼濃度不下降；壽期末，兩曲線的循環(huán)壽期不同，無(wú)可燃毒物的比有可燃毒物的長(zhǎng)。燃耗差值的產(chǎn)生是因?yàn)榭扇级疚锊豢赡苋己母蓛簦偌又洳讳P鋼的包殼對(duì)中子的吸收，占去了部分的反應(yīng)性。23. 運(yùn)行期間，中子通量受哪些因素的影響？試舉三例。答案：1.控制棒2.慢化劑密度3.中子毒物（裂變產(chǎn)物，可燃毒物）4.堆芯裝載情況5.燃耗24.中子與原子核相互作用有吸收和散射兩

13、種形式，吸收又包括俘獲、裂變和（n,a）等形式，散射又有彈性散射和非彈性散射。25. 宏觀截面表示一個(gè)中子與一立方厘米內(nèi)原子核發(fā)生核反應(yīng)的平均幾率，其單位是cm-1 。宏觀截面與核密度和微觀截面有關(guān)，它們的關(guān)系式是=N 。26. 中子按照能量分為快中子、中能中子、熱中子，絕大多數(shù)裂變中子是快中子，需經(jīng)過(guò)散射碰撞而降低速度，這個(gè)過(guò)程叫慢化。27. U235一次裂變，平均放出中子2.43個(gè)，平均釋放能量200Mev ，大部分能量是以裂變碎片的動(dòng)能形式釋放出來(lái)的。裂變中子中的0.65%是由裂變產(chǎn)物放出的緩發(fā)中子。28. 燃料235U的富集度（或稱加濃度，濃縮度）的定義：U235質(zhì)量/( U235+

14、U238)質(zhì)量。29. 壓水反應(yīng)堆中，用水做冷卻劑和慢化劑，用于前者是因?yàn)樗袑?dǎo)熱性好、液體粘度小、穩(wěn)定性好及吸收截面小的性質(zhì)，用于后者是因?yàn)樗性淤|(zhì)量小、吸收截面小和價(jià)格低的性質(zhì)。30. 反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，由于裂變產(chǎn)生的毒物中主要有氙毒和釤毒，在長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定功率下運(yùn)行時(shí)毒物是動(dòng)態(tài)平衡的。31. 反應(yīng)堆運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)運(yùn)行影響較大的毒物是Xe135 、其產(chǎn)生與衰變鏈?zhǔn)牵?Te135I135Xe135Cs135Ba135（穩(wěn)定）32. 碘坑形成的原因是 I135的半衰期比Xe135的半衰期短和Xe135的積累。33. 反應(yīng)堆內(nèi)采用的慢化劑常用核素是H、C，在壓水堆中采用的是H2O。34. 中子在反應(yīng)

15、堆內(nèi)有產(chǎn)生、泄漏、慢化、俘獲和引起裂變五個(gè)過(guò)程。35. 可做核燃料的物質(zhì)同位素有、U235、U233、Pu239。36. 核裂變具有、產(chǎn)生裂變碎片、放出能量、產(chǎn)生中子和射線等特點(diǎn)。37. 壓水堆核燃料包殼是鋯4合金，其工作允許溫度為360。38. 常用控制棒材料有硼、銀銦和鎘等，秦山核電廠用的是Cd-In-Ag。39. 反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，氙的消失有自衰變和吸收中子兩種途徑。40. 反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料的選擇原則是強(qiáng)度好、輻射和化學(xué)穩(wěn)定性好和吸收截面小等。41. 中子從堆內(nèi)逃逸的現(xiàn)象叫泄漏，為減少這種損失，在堆芯周圍裝有反射層。42. 氙毒是由于氣態(tài)裂變產(chǎn)物氙氣具有很大的吸收截面而構(gòu)成的反應(yīng)性損失。43.

16、 反應(yīng)性溫度系數(shù)是溫度變化一度反應(yīng)性的變化，在功率運(yùn)行時(shí)，它包括燃料溫度系數(shù)，又叫瞬發(fā)溫度系數(shù)，它的效果是瞬發(fā)的，它是由多普載效應(yīng)引起的。還包括慢化劑溫度系數(shù)，它的效果是緩發(fā)的。在多數(shù)情況下燃料溫度系數(shù)的絕對(duì)值小于慢化劑溫度系數(shù)的絕對(duì)值。44. 在各種反應(yīng)性的損失中，只在運(yùn)行時(shí)才出現(xiàn)而停堆一段時(shí)間后可以恢復(fù)的有氙毒，燃料溫度效應(yīng)和慢化劑溫度效應(yīng)，屬于永久性的損失而不能恢復(fù)的是燃耗和釤毒。45. 由于在堆芯內(nèi)局部沸騰產(chǎn)生的汽泡引入的反應(yīng)性的變化稱為反應(yīng)性空泡效應(yīng)。46. 中子有效增殖因數(shù)的定義為：Keff=它主要決定于燃料加濃度和堆體結(jié)構(gòu)。47. 反應(yīng)性的定義是(Keff-1)/Keff。在Ke

17、ff偏離1較大的情況下，定義為L(zhǎng)nKeff2/Keff1它表示堆內(nèi)中子數(shù)的相對(duì)變化。48. 寫出無(wú)限介質(zhì)增殖因數(shù)的四因子公式K=fp，這因子分別被稱為快中子倍增系數(shù)，有效裂變中子數(shù)，熱中子利用系數(shù)f，逃脫共振吸收幾率p。49. 反應(yīng)堆有次臨界、臨界、超臨界三種狀態(tài)，他們的中子有效增殖因數(shù)Keff分別為1。在穩(wěn)定功率運(yùn)行時(shí)反應(yīng)堆處于臨界狀態(tài)，而停堆時(shí)是處在次臨界狀態(tài)。50. 反應(yīng)堆瞬發(fā)臨界條件是，其機(jī)理為僅靠瞬發(fā)中子的貢獻(xiàn)就能維持臨界，其特征是功率倍增周期極短，這種瞬發(fā)臨界工況是絕對(duì)不允許發(fā)生的，在設(shè)計(jì)上已加以防止。51. 反應(yīng)堆控制方式有吸收中子的控制、泄漏中子的控制、燃料質(zhì)量的控制等。最常用

18、的是吸收中子的控制。52. 控制棒的反應(yīng)性當(dāng)量大小主要取決于棒的材料和所在位置的中子通量。53. 在源次臨界反應(yīng)堆內(nèi)，中子密度與Keff的關(guān)系為n=S0/1-Keff。54. 反應(yīng)堆功率周期定義是反應(yīng)堆功率變化e倍所需時(shí)間，數(shù)學(xué)表達(dá)式為N=N0e-t/T，開堆時(shí)一般測(cè)量功率增長(zhǎng)1倍所用時(shí)間，即倍增周期，它近似等于0.693倍的e倍周期。55. 反應(yīng)堆性與反應(yīng)堆穩(wěn)定周期的關(guān)系：56. 氙毒的定義是Xe135吸收的熱中子數(shù)/可裂變材料吸收的熱中子數(shù)。57. 反應(yīng)堆停堆后仍然要釋放余熱，其大小與堆功率、停堆時(shí)間有關(guān)。58. 當(dāng)某一控制棒束（組）插入或提出堆芯時(shí)所引起的反應(yīng)性變化稱為此控制棒束（組）的

19、反應(yīng)性價(jià)值。59. 功率反應(yīng)性系數(shù)是單位功率變化所引起的反應(yīng)性變化，也稱為功率系數(shù)。60. 反應(yīng)性絕對(duì)單位是k/k，常用單位是pcm，兩單位的換算是1pcm=110-5k/k，中子通量單位是中子/cm2秒。61. 反應(yīng)性的定義是（Keff-1）/Keff，它表示一代中子數(shù)的A。A：相對(duì)變化B：絕對(duì)變化C：數(shù)量級(jí)的變化62. 反應(yīng)堆功率正比于B。A：最大通量B：平均通量C：最小通量63. 啟動(dòng)后，處于功率提升階段運(yùn)行的反應(yīng)堆，氙將隨時(shí)間增加而增大，其原因是A。A：碘的濃度未達(dá)到平衡B：氙的濃度未達(dá)到平衡C：AB64. 碘坑中啟動(dòng)的反應(yīng)堆，其臨界棒位將比正常啟動(dòng)時(shí)的棒位A。A：高B：低C：相同65

20、. 碘坑中啟動(dòng)后的反應(yīng)堆，控制棒將不斷下插，其原因是B。A：氙的自衰變B：中子消毒C：AB66. 反應(yīng)堆從高功率降到低功率運(yùn)行，其它參數(shù)不變，控制棒將不斷提升，其原因是C。A：氙的自衰變減少B：氙的中子消毒減少C：氙增加了67. 處在臨界狀態(tài)下的反應(yīng)堆的功率是C。A：很高的B：一定的C：任意的68. 水作為慢化劑，一方面使中子慢化，另一方面又吸收中子，如果在堆內(nèi)水的慢化作用是主要的，這時(shí)汽泡的產(chǎn)生將使反應(yīng)性B，如水在堆內(nèi)吸收作用是主要的，汽泡的產(chǎn)生使反應(yīng)性A。A：增加B：下降C：不變69. 反應(yīng)堆次臨界時(shí)的外推臨界試驗(yàn)中，使用的外推臨界圖的理論依據(jù)是C。A： B：C：70. 若反應(yīng)堆在啟動(dòng)臨界

21、后的t秒內(nèi)，通量增加到原來(lái)的1.5倍，換成周期為C。A：T=t/1.5B：T=t1.5C: T=t/In1.5 D: T=tIn1.571. 秦山核電廠反應(yīng)堆內(nèi)氣泡反應(yīng)性系數(shù)為B。A：正B：負(fù)C：零這表明水在反應(yīng)堆內(nèi)的中子慢化作用比中子吸收作用更為A。A：主要B：次要C：同等重要72. 只有在停堆后才有碘坑，這種說(shuō)法是B的。A：對(duì)B：不對(duì)73. 緩發(fā)中子的存在使中子倍周期A。A：變大B：變小C：不變74. 在有源的次臨界反應(yīng)堆內(nèi)，中子通量是C的。A：不斷上升B：不斷下降C：一定75. 停堆后碘坑形成的原因是由于B。A：氙衰變減小，由碘衰變的氙增加B：由碘衰變的氙增加，氙的消失減小C：氙衰變和燃

22、耗減小，由碘衰變的氙達(dá)到平衡76. 壓水反應(yīng)堆的自穩(wěn)定性能是由B實(shí)現(xiàn)的。A：調(diào)節(jié)控制棒B：負(fù)溫度系數(shù)反饋C：AB77. 額定參數(shù)下的反應(yīng)堆在碘坑中臨界棒位比在穩(wěn)定運(yùn)行下達(dá)到氙平衡時(shí)的臨界棒位A。A：高B：低C：相同78. 反應(yīng)堆迫近臨界過(guò)程中，反應(yīng)性連續(xù)引入當(dāng)量和速度愈大，達(dá)到臨界時(shí)堆外探測(cè)器的計(jì)數(shù)率B。A：愈高B：愈低C：無(wú)影響79. 反應(yīng)堆超臨界后，設(shè)中子計(jì)數(shù)率在第一個(gè)30秒內(nèi)從1000CPS增加到2000PCS，在第二個(gè)30秒內(nèi)從2000CPS增加到4000CPS，則在這兩個(gè)過(guò)程中引入反應(yīng)堆反應(yīng)性的大小C。A：增加B：減小C：未改變80. 核反應(yīng)中，必須遵守哪些守恒定律？答案：應(yīng)遵守 ：

23、 核子數(shù)守恒：反應(yīng)前后核子數(shù)相等電荷數(shù)守恒：反應(yīng)前后電荷的代數(shù)和相等動(dòng)量守恒：反應(yīng)前后的動(dòng)量代數(shù)和相等能量守恒：包括靜止質(zhì)量能在內(nèi)，反應(yīng)前后能量守恒。81.中子與靶核的作用有哪些類型的核反應(yīng)？答案：有彈性散射(n,n)，非彈性散射(n,n)，輻射俘獲(n,r)，放出帶電粒子的反應(yīng)(n,p)(n,)(n,)，放出幾個(gè)中子的反應(yīng)(n,2n)(n,3n)，裂變反應(yīng)(n,f)。82. 在壓水堆內(nèi)最重要的中子與核的反應(yīng)是哪些？答案：最重要的彈性散射(n,n)，輻射俘獲(n,r)，重核的裂變(n,f)等。83. 什么是中子的彈性散射？答案：中子與靶核作用后，中子重新射出，而靶核內(nèi)能不變，可近似想象為兩個(gè)彈

24、性小球的碰撞，反應(yīng)前后動(dòng)量守恒，動(dòng)能也守恒。這種反應(yīng)稱為彈性散射。84. 最有效的彈性散射是什么？答案：最重要的最有效的彈性散射是中子與氫核的彈性散射，任何能量的快中子經(jīng)一次與氫核的彈性散射后，就能慢化成熱中子。85. 彈性散射在反應(yīng)堆內(nèi)有何重要意義？答案：在熱中子反應(yīng)堆內(nèi)，快中子慢化成熱中子，主要就是通過(guò)這種過(guò)程來(lái)完成的。86. 什么是中子與靶核的非彈性散射？答案：中子與靶核作用后，也放出一個(gè)中子，但靶核的內(nèi)能發(fā)生了變化，反應(yīng)過(guò)程中動(dòng)能不守恒，這是與彈性散射的根本不同點(diǎn)。常以(n,n)表示這類反應(yīng)。非彈性散射也是快中子慢化的一個(gè)途徑。87. 什么是輻射俘獲反應(yīng)？（n,）答案：靶核俘獲中子放出

25、射線，稱這類反應(yīng)為輻射俘獲反應(yīng)。88. 舉例說(shuō)明輻射俘獲反應(yīng)的反應(yīng)堆內(nèi)的重要意義？答案：堆內(nèi)有大量的輻射俘獲發(fā)生，并對(duì)反應(yīng)堆的運(yùn)行有重要意義，如：238U(n,)239U，239U經(jīng)衰變?yōu)?39Pu是再生燃料239Pu生成反應(yīng)。113Cd(n,)114Cd，這是控制棒吸收熱中子的主要反應(yīng)，是113Cd成為控制棒材料的重要根據(jù)。89. 什么是放出帶電粒子的反應(yīng)？答案：中子與靶核作用生成一個(gè)新核并放質(zhì)子（p+）、粒子等的反應(yīng)，因質(zhì)子和粒子是帶電荷的粒子，故稱此類反應(yīng)為放出帶電粒子的反應(yīng)。90. 舉例說(shuō)明放出帶電粒子反應(yīng)在反應(yīng)堆內(nèi)的重要意義？答案： (1) 16O（n,p）16N，這一反應(yīng)一方面是使

26、水（H2O）輻射分解，產(chǎn)生氫離子。另一方面16N衰變放出和，使水帶放射性，為蒸汽發(fā)生器傳熱管破損提供重要的檢查手段。(2) 10B(n,)7Li，這是壓水堆中溶硼控制或可燃毒物控制中發(fā)生的主要反應(yīng)。91. 除可裂變核在裂變反應(yīng)后能放出2個(gè)或多個(gè)次級(jí)中子以外，堆內(nèi)還可能產(chǎn)生這樣的反應(yīng)嗎？答案：還可能，當(dāng)高能中子轟擊靶核，有時(shí)可能有2個(gè)或多個(gè)次級(jí)中子，這類反應(yīng)只有在中子能量15Mev以上才能發(fā)生，而且反應(yīng)截面很小，在堆內(nèi)發(fā)生得很小，因而在考慮中子循環(huán)過(guò)程中，這種可能是被忽略的。92. 什么是裂變反應(yīng)？答案：中子與重核作用，重核分裂成兩個(gè)或三個(gè)碎片，同時(shí)放出2-3個(gè)次級(jí)中子并伴有大量能量放出這類過(guò)程

27、稱為裂變反應(yīng)(n,f)。93. 說(shuō)明中子與重核裂變反應(yīng)在壓水反應(yīng)堆的重要性？ 答案： (1) 與235U的裂變反應(yīng)是核能最主要來(lái)源，維持中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的主要貢獻(xiàn)。 (2) 與238U的快裂變反應(yīng)提供核能的次要來(lái)源，產(chǎn)生快裂變中子，輔助維持中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 (3) 與235U的裂變反應(yīng)還應(yīng)用于堆芯中子探測(cè)器。 (4) 與239Pu的裂變反應(yīng)新增加小部分核能。94. 中子與靶核發(fā)生某類核反應(yīng)的可能性大小用什么來(lái)度量？答案： 單個(gè)中子與單個(gè)靶核發(fā)生某類核反應(yīng)的幾率用微觀截面來(lái)描述：因具有面積(cm2)的量，又是單個(gè)原子核而言的，故形象地稱之微觀截面。95. 什么是微觀散射截面？答案：微觀彈性散射截面可用

28、e表示，微觀非彈性散射載面可用in表示，它們之和即為微觀散射截面s，即：s=e+in96. 什么是微觀吸收截面？答案：各種吸收中子反應(yīng)的微觀截面之和，稱為微觀吸收截面a，即：a=+f+a+p97. 什么是微觀總截面t？答案：微觀吸收截面a與微觀散射截面s之和為微觀總截面t，即：t=a+s98. 什么是中子與靶核發(fā)生某類反應(yīng)的宏觀截面？答案：設(shè)單位體積內(nèi)的原子核數(shù)為N，它與中子發(fā)生某種反應(yīng)的微觀截面為，則與中子發(fā)生某種反應(yīng)的總有效截面為：N我們稱為宏觀截面。99. 說(shuō)明宏觀截面的物理意義。答案：(1) 單位體積內(nèi)的原子核與中子發(fā)生某類反應(yīng)的總幾率；(2) 表示在靶核物質(zhì)內(nèi)單位長(zhǎng)度上中子與靶核發(fā)生

29、某類反應(yīng)的幾率。由N可知有長(zhǎng)度倒數(shù)的量，即cm-1。100. 單位體積內(nèi)有多種元素的原子核，其宏觀截面的表達(dá)式是什么？答案：設(shè)單位體積內(nèi)有幾種原子核，其核子數(shù)分別為N1NiNn；其對(duì)應(yīng)的微觀截面為1in；則其宏觀截面的表達(dá)式為：101. 什么是復(fù)核模型？答案：是用來(lái)解釋入射粒子與靶核發(fā)生核反應(yīng)的一種物理模型。復(fù)核模型認(rèn)為核反應(yīng)存在一個(gè)復(fù)核的中間階段，其過(guò)程可表為：a+AB*C+c其中a入射粒子；A靶核；B*復(fù)核，一般處在激發(fā)態(tài)；C新核；c出射粒子。102. 試說(shuō)明微觀截面的大致變化規(guī)律。答案：微觀截面在不同入射中子能量及不同靶核質(zhì)量數(shù)的情況下，差別是很大的。對(duì)壓水堆最重要的幾個(gè)核反應(yīng)，一般均可

30、按中子能量不同分為三個(gè)區(qū)域：在低能區(qū)，微觀截面或者保持常數(shù)（對(duì)(n,n)反應(yīng)）或者與成正比（對(duì)(n,)反應(yīng)和(n,f)反應(yīng)）。在該區(qū)以上是共振區(qū)。有多個(gè)共振峰存在。在高能區(qū)是微觀截面的平滑區(qū)。103. 試說(shuō)明235U的裂變截面隨中子能量的大致變化規(guī)律。答案：在低能區(qū)（熱中子）(Enlev)，f從4000ba-80ba與成正比變化。中能區(qū)（中能中子）(levEn100ev)，f基本上是平滑地隨能量增加而下降，從10ba-1.5ba?？梢妷核褜⒖熘凶勇蔁嶂凶邮鞘种匾摹?04. 簡(jiǎn)述中子動(dòng)力學(xué)中的點(diǎn)堆模型的物理概念。答案：這是研究反應(yīng)堆中子動(dòng)力學(xué)的一種近似方法，這種模型假定反應(yīng)堆內(nèi)各空間點(diǎn)

31、上的中子通量、密度等參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律是安全一樣的。這時(shí)我們把反應(yīng)堆看作一個(gè)集中參數(shù)的系統(tǒng)，即一個(gè)沒有空間分布的“點(diǎn)堆”來(lái)研究反應(yīng)堆。105. 寫出點(diǎn)堆動(dòng)力學(xué)方程組。答案： i=1，2，6為7個(gè)聯(lián)立的微分方程組，其中：N(t)：為與時(shí)間相關(guān)的中子密度；Keff(t)：為與時(shí)間相關(guān)的Keff；eff、ieff：分別為總有效緩發(fā)中子份額和第I組有效緩發(fā)中子份額；l= Keff：為瞬發(fā)中子平均壽命，為瞬發(fā)中子代時(shí)間；i：為第i組先驅(qū)有效衰變常數(shù)；Ci(t)：為與時(shí)間相關(guān)的第i組緩發(fā)中子先驅(qū)核密度；S(t)：為外中子源強(qiáng)度。106. 解釋上題等號(hào)右邊各項(xiàng)的物理意義。問(wèn)一臨界反應(yīng)堆階躍輸入一正反應(yīng)性，

32、試求中子密度的時(shí)間響應(yīng)N(t)，假定無(wú)任何反饋，且外中源S(t)0。答案：t時(shí)刻單位時(shí)間內(nèi)瞬發(fā)中子的產(chǎn)生數(shù)。：t時(shí)刻第16組緩發(fā)中子的產(chǎn)生率的總和。：t時(shí)刻第i組緩發(fā)中子先驅(qū)核的產(chǎn)生率。iCi(t)：t時(shí)刻第i組緩發(fā)中子先驅(qū)核的衰變率。S(t)：為外中子源強(qiáng)度。107. 當(dāng)0eff的情況下，根據(jù)上題解的形式，定性畫出N(t)t的關(guān)系曲線。108. 在上題曲線中，請(qǐng)指明瞬變段、過(guò)渡段和穩(wěn)定段。答案：1.瞬變段2.過(guò)渡段3.穩(wěn)定段，在這段的周期稱為漸近周期或穩(wěn)定周期，平時(shí)所稱的反應(yīng)堆周期也是指這段的周期，即功率上升e倍所需的時(shí)間。109. 什么是倒時(shí)方程？答案：倒時(shí)方程是表達(dá)反應(yīng)堆周期和反應(yīng)性之間

33、的關(guān)系式，是反應(yīng)堆運(yùn)行中通過(guò)測(cè)量周期來(lái)確定反應(yīng)性方法的理論依據(jù)。110. 給出倒時(shí)方程。答案：式中為反應(yīng)性，T為e倍周期即周期Te。111. 給出Te和倍增周期T2的關(guān)系。答案：112. 給出等效單組緩發(fā)中子近似下的倒時(shí)方程。答案：式中eff為緩發(fā)中子有效份額，為等效緩發(fā)中子衰減常數(shù)。此式對(duì)于估計(jì)反應(yīng)性很方便。113. 六組緩發(fā)中子的平均壽命是如何計(jì)算的？答案：114. 等效單組緩發(fā)中子衰減常數(shù)是如何計(jì)算的？答案：定義為六組緩發(fā)中子平均壽命的倒數(shù)。即式中115. 反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，監(jiān)測(cè)堆芯中子通量密度分布的目的是什么？答案：主要目的在于要保證堆芯里任何一點(diǎn)所產(chǎn)生的最大功率都不會(huì)導(dǎo)致燃料元件（包括芯

34、塊和包殼）的損壞，其次是全堆芯核功率的度量和監(jiān)測(cè)。116. 壓水型反應(yīng)堆穩(wěn)定運(yùn)行在90%FP，此時(shí)手動(dòng)功率調(diào)節(jié)棒組在20秒內(nèi)連續(xù)提升20步后停止不動(dòng)，按HZP下刻度計(jì)算輸入了約100pcm的反應(yīng)性。假定此反應(yīng)堆不帶二回路運(yùn)行，試在坐標(biāo)圖上分別定性的畫出堆芯反應(yīng)性和功率隨時(shí)間的變化曲線。答案：117. 上題中若堆芯中央插入一束控制棒，th的徑向分布有何改變？為什么？答案：掉棒后的th的徑向功率分布由下題右圖中的虛線所示。中央C位置落棒后，C及其附近的熱中子被控制棒大量吸收，所以C位置及附近區(qū)域形成h的凹坑，因?yàn)楸３止β什蛔兗炊研酒骄坎蛔?，所以四周的h要比原來(lái)的高（如圖所示）118. 定性繪出

35、由同樣富集度燃料組成的堆芯內(nèi)熱中子通量th的徑向分布（帶反射層，無(wú)燃耗）。答案：全提棒時(shí)熱中子通量分布基本上符合貝塞爾函數(shù)（或者說(shuō)明形狀也行），反射層內(nèi)有熱中子峰。119. 對(duì)于新建反應(yīng)堆若燃料分區(qū)布置（由內(nèi)向外分別為1.8%、2.40%.3.10%），定性畫出徑向功率分布曲線。答案：120. 請(qǐng)定性繪出熱中子通量在燃料內(nèi)及水通道內(nèi)的分布。答案：121. 請(qǐng)定性繪出共振能量的中子通量在燃料內(nèi)及水通道內(nèi)的分布。答案：122. 請(qǐng)定性繪出共振區(qū)以上的快中子通量在燃料內(nèi)及水通道內(nèi)的分布。答案：123. 請(qǐng)定性繪出快中子通量在柵格（元件與元件之間）內(nèi)的分布。答案：124. 請(qǐng)定性繪出熱中子通量在柵格（

36、元件與元件之間）內(nèi)的分布。125. 請(qǐng)定性繪出新建反應(yīng)堆在熱態(tài)零功率、壽期初、無(wú)氙、ARO情況下堆芯歸一化軸向（Z）功率分布曲線并簡(jiǎn)要說(shuō)明形成這種功率分布的原因。答案：上下無(wú)冷卻劑溫度差，無(wú)燃耗，以中心平面為對(duì)稱，近似于截余弦函數(shù)（cosZ/L）分布。126. 請(qǐng)定性繪出新建反應(yīng)堆在熱態(tài)滿功率、壽期初、無(wú)氙、ARO情況下堆芯歸一化軸向（Z）功率分布曲線并簡(jiǎn)要說(shuō)明形成這種功率分布的原因。答案：無(wú)燃耗堆芯下半部冷卻劑溫度低，上半部溫度高，功率峰值下移至中心平面以下。127. 請(qǐng)定性繪出新建反應(yīng)堆在熱態(tài)滿功率、壽期末（換料前）、無(wú)氙、ARO情況下堆芯歸一化軸向（Z）功率分布曲線并簡(jiǎn)要說(shuō)明形成這種功率

37、分布的原因。答案：堆芯經(jīng)過(guò)全壽期燃耗，中心平面附近燃耗及下半部燃耗深，上部燃耗淺，故上半部峰值，較大，而下半部水溫較低，雖然燃耗淺，但溫度效應(yīng)占主要地位，因而出現(xiàn)下半部峰值，故呈馬鞍形。128. 請(qǐng)定性繪出新建反應(yīng)堆在熱態(tài)零功率、壽期末（換料前）、無(wú)氙、ARO情況下堆芯歸一化軸向（Z）功率分布曲線并簡(jiǎn)要說(shuō)明形成這種功率分布的原因。答案：中下部燃耗深，上下無(wú)溫度差，因而峰值出現(xiàn)上部。129. 何謂臨界試驗(yàn)中的“核發(fā)熱點(diǎn)”（POAH）？答案：這是臨界試驗(yàn)中功率的限制點(diǎn)。由于堆功率在核發(fā)熱點(diǎn)以上會(huì)明顯地引起燃料的多普勒效應(yīng)以及慢化劑的溫度效應(yīng)，對(duì)這一階段的試驗(yàn)和測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較為明顯的誤差。130.

38、尋找核發(fā)熱點(diǎn)（POAH）有何意義？答案： (1) 限制臨界試驗(yàn)中的反應(yīng)性價(jià)值測(cè)量在核發(fā)熱點(diǎn)以下功率范圍內(nèi)進(jìn)行，以保證試驗(yàn)測(cè)量的精確度。 (2) 功率在此點(diǎn)以上，即有明顯的核功率，也可認(rèn)為是核功率的起點(diǎn)。 (3) 對(duì)功率運(yùn)行不具備任何實(shí)際意義。131. 如何尋找“核發(fā)熱點(diǎn)”？答案：在保持溫度、壓力、硼濃度不改變的情況下，從盡可能低功率的臨界狀態(tài)提升一段控制棒，使堆功率（中子計(jì)數(shù)率）有一穩(wěn)定周期增長(zhǎng)，隨時(shí)間記錄計(jì)數(shù)率變化，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)中標(biāo)出計(jì)數(shù)率時(shí)間的的關(guān)系曲線（如右圖）。假如沒有核發(fā)熱引起的反應(yīng)性反饋，則lnNt曲線是一直線。若觀察到此曲線開始彎曲，則此彎曲開始處，則是發(fā)熱點(diǎn)的位置。必需說(shuō)明這是

39、逐漸變化的過(guò)程，因此發(fā)熱點(diǎn)并不是一個(gè)點(diǎn)，而是一小段區(qū)間。132. 試說(shuō)明次臨界反應(yīng)堆內(nèi)中子總數(shù)表達(dá)式的由來(lái)？答案：假定外中子源和中子通量密度分布是均勻的（即點(diǎn)堆模型），設(shè)中子源每代發(fā)出S個(gè)源中子，那么在反應(yīng)堆內(nèi)經(jīng)過(guò)增殖后第一代末的中子數(shù)N1=S+SKeff第二代末的中子數(shù)N2=S+SKeff+SK2eff第m代末的中子數(shù)Nm=S(1+Keff+K2eff+Kmeff)因?yàn)槭谴闻R界，Keff1181. 壓水反應(yīng)堆的轉(zhuǎn)換比（CR）大約等于0.6。182. 寫出（n,）反應(yīng)的一般反應(yīng)式，并舉一重要例子。答案：AZX+10n(A+1ZX) A-3Z-2Y+42He 例：反應(yīng)堆內(nèi)熱中子與硼10（105B

40、）的（n,）反應(yīng)為105B+10n73Li+42He 硼吸收中子的反應(yīng)在低能區(qū)，此核反應(yīng)的截面大，所以10B廣泛用作熱中子反應(yīng)堆的控制材料。也經(jīng)常用來(lái)制作中子探測(cè)器。183. 列舉反應(yīng)堆內(nèi)一重要的（n,p）核反應(yīng)式。答案：例：168O+10n167N+11H 其中的16N的半衰期為7.3年，它放出和射線，這一反應(yīng)是一回路水的放射性主要來(lái)源。184. 1.N16是如何產(chǎn)生的？2.N16如何衰變？答案：1. 168O（n,p）167N2. 167N- 168O185. 試舉出兩種與中子或射線有關(guān)的導(dǎo)致水輻射分照的核反應(yīng)。答案：1. 168O（n,p）167N2. 中子慢化或射線電離使得：2H2O2

41、H2+O2186. 由任何能量的中子都能引起核裂變的原子有U235，Pu239，Pu241和U233，而只能由快中子才能裂變的有U238和Th232。187. 各舉出二個(gè)自發(fā)核反應(yīng)與誘發(fā)核反應(yīng)的例子。答案：自發(fā)核反應(yīng)：放射性衰變，自發(fā)裂變。誘發(fā)核反應(yīng)：誘發(fā)核裂變，中子活化反應(yīng)。188. 鈾235核發(fā)生裂變反應(yīng)的一般表示式及含義。答案：其中為中等質(zhì)量數(shù)的核，稱為裂變碎片；為每次裂變放出的中子數(shù)。W為釋放的能量。189. U235裂變時(shí)出現(xiàn)哪些反應(yīng)產(chǎn)物？答案：裂變產(chǎn)物、中子、瞬發(fā)射線、緩發(fā)射線、射線、中微子。190. 為什么說(shuō)反應(yīng)堆停堆后仍然是一個(gè)很強(qiáng)的放射源？答案：反應(yīng)堆雖然停堆了，但裂變產(chǎn)物仍

42、然在衰變，時(shí)刻放出射線與射線。191. 鈾235核發(fā)生核裂變時(shí)，一般分裂成幾塊碎片？答案：一般分列成兩塊大小不同的碎片：但偶而也有分列成三塊碎片的。192. 什么是微觀截面？答案：微觀截面是描寫核反應(yīng)發(fā)生幾率大小的物理量，用符號(hào)表示，式中：I0入射粒子強(qiáng)度，單位時(shí)間垂直通過(guò)靶核單位面積的入射粒子數(shù)；dI入射粒子和單位時(shí)間上的靶核(NdX)發(fā)生核反應(yīng)的數(shù)目；N靶核密度（單位體積靶核數(shù)）；dX靶核厚度。微觀反應(yīng)截面即指一個(gè)入射粒子與單位面積上一個(gè)原子核發(fā)生反應(yīng)的幾率。單位為“靶恩”，1靶恩10-24cm2。193. 怎樣計(jì)算單位體積內(nèi)第i種核素的原子核個(gè)數(shù)？答案：核密度Ni是指單位體積內(nèi)含有i種核

43、素的原子核個(gè)數(shù)?？筛鶕?jù)材料密度1（克/cm3）。用下列計(jì)算出來(lái)：式中A1為i種元素的原子量；N0為阿佛加德羅常數(shù)，數(shù)量為6.0231023/克原子。194. 什么叫“I/v吸收體”？答案：如果微觀截面的大小正好和中子速度的大小成反比，這種情況就稱為1/v特性。在低能區(qū)（E2eV），許多核的微觀吸收截面a按規(guī)律變化，即服從“1/v”律，我們稱這些元素為“1/v”吸收體，對(duì)于多數(shù)輕核，中子能量從熱能一起到幾兆電子伏，其吸收截面都近似地符合1/v律。然而對(duì)于重核，如鈾238核，中子在稍高于熱能的能量范圍內(nèi)就出現(xiàn)強(qiáng)烈的共振吸收，吸收截面都不符合1/v律。195. 非彈性散射截面in對(duì)中子能量的依賴有什

44、么特點(diǎn)？答案：非彈性散射有閾能特點(diǎn)，所以當(dāng)中子能量小于閾能時(shí)，in為零，而當(dāng)中子能量大于閾能時(shí)，in隨著中子能量的增加而增大。196.彈性散射截面s對(duì)中子能量的特點(diǎn)是什么？答案：多數(shù)元素與較低能量中子的散射都是彈性的。s基本上為常數(shù)，截面值一般為幾靶。對(duì)于輕核、中等核、中子能量從低能一直到兆電子伏左右范圍，s近似為常數(shù)。在共振能區(qū)將出現(xiàn)共振彈性散射。197. 什么是平均自由程？答案：表示粒子在靶物質(zhì)中連續(xù)兩次相互作用之間穿行的平均距離。198. 如果宏觀總截面為宏觀吸收截面與宏觀散射載面之和，則總的平均自由程應(yīng)該為吸收平均自由程與散射平均自由程之和，對(duì)嗎？為什么？答案：不對(duì)因?yàn)椋?，t=a +s

45、，所以：。199. 什么是核反應(yīng)率？答案：在反應(yīng)堆中，假如一個(gè)中子以速度u厘米/秒運(yùn)動(dòng)，對(duì)某一反應(yīng)的平均自由程是厘米，假如中子束的中子密度（每個(gè)立厘米的中子數(shù)）是n，那么產(chǎn)生作用的中子數(shù)就是nv/。即單位時(shí)間內(nèi)，單位體積里的中子與介質(zhì)原子核發(fā)生作用的總次數(shù)（統(tǒng)計(jì)平均值），稱為核反應(yīng)率R=nv。200. 什么是中子通量？答案：在核反應(yīng)堆物理分析中，將乘積nv稱之為中子通量，又叫中子通量密度，一般用表示：=nv中子/厘米2秒由該式可以看出，中子通量等于該點(diǎn)的中子密度與該中子速度的乘積。它表示立方厘米內(nèi)所有的中子在一秒鐘內(nèi)穿行距離的總和。中子通量是核反應(yīng)堆物理中一個(gè)重要的參數(shù)，它的大小反映出堆的功率

46、水平。在目前的熱中子動(dòng)力堆內(nèi)，熱中子通量的數(shù)量級(jí)一般為1013到1014中子/厘米2秒。201. 根據(jù)質(zhì)量虧損的概念計(jì)算一個(gè)鈾235核發(fā)生裂變反應(yīng)所放出的能量。答案：假定23592U+10n9536Kr+13956Ba+210n由：反應(yīng)前質(zhì)量合計(jì)235.141.009236.133amu反應(yīng)后質(zhì)量合計(jì)94.945138.95521.009235.918amu 反應(yīng)后質(zhì)量差為0.215amu 故釋出之能量為0.215931MeV200.165MeV其實(shí)，雖因裂變產(chǎn)物不同，它們每次裂變大體上都為200MeV左右，對(duì)鈾233和Pu-239也基本相同。202. 一個(gè)鈾235核裂變釋放出的能量是如何分配

47、的？答案：能量來(lái)源裂變能量分布裂變碎片之動(dòng)能1655MeV瞬發(fā)之能量71MeV裂變中子之動(dòng)能50.5MeV-粒子（裂變產(chǎn)物衰變）71.5MeV緩發(fā)（裂變產(chǎn)物衰變）61MeV中微子105MeV總能量200MeV203. 鈾235原子核一次裂變一般放出多少個(gè)中子？平均每次裂變放出的中子數(shù)是多少？答案：2或3個(gè)；2.43204. 裂變能在堆芯的什么部位釋放出來(lái)？答案：在燃料芯塊中大約釋放97.4%，在慢化劑、結(jié)構(gòu)材料、壓力殼和屏蔽層中釋放大約2.6%。205. 寫出反應(yīng)堆的功率與通量的關(guān)系式。答案：兆瓦（MW）式中：V堆芯體積（cm3）206. 什么叫裂變產(chǎn)物？答案：裂變產(chǎn)物是在裂變時(shí)作為裂變碎片出

48、現(xiàn)的核素以及它們通過(guò)衰變而生成的后續(xù)核素。207. 活化產(chǎn)物的定義是什么？舉例說(shuō)明。答案：一種穩(wěn)定核素與中子發(fā)生核反應(yīng)生成的放射性核素，稱為活化產(chǎn)物。例如：5927Co(n,)6027Co,6027Co-6028Ni+208. 請(qǐng)舉出幾種重要的活化物與裂變產(chǎn)物。答案：活化產(chǎn)物：H3，N16，Co60，Mn54，Sb124等。裂變產(chǎn)物：Cs137，I131，Xe135，Sr90，Kr85，Zr85等。209. 什么叫毒素？答案：裂變產(chǎn)物中有些元素核，如氙和釤，具有相當(dāng)大的吸收截面，它們將消耗堆內(nèi)的中子，通常把這些吸收截面大的裂變產(chǎn)物叫毒素。210. 為什么裂變碎片一般都帶有放射性？答案：裂變碎片

49、都具有過(guò)大的中子質(zhì)子比。它通常要經(jīng)過(guò)一系列衰變，將過(guò)剩中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子后才能成為穩(wěn)定核。211. 由裂變過(guò)程發(fā)射出來(lái)的中子可以分成二個(gè)大類，它們是瞬發(fā)中子和緩發(fā)中子。212. 什么叫瞬發(fā)中子？它們是如何產(chǎn)生的？答案：99%以上的中子是在裂變過(guò)程的一個(gè)極短時(shí)間（約10-14秒）內(nèi)產(chǎn)生的，把這些中子叫作瞬發(fā)中子。它們是在復(fù)核分成兩個(gè)碎片后，由于這些碎片或核素都含有多于穩(wěn)定性所要求的中子和足夠放出這些中子的過(guò)剩能量。在這種激發(fā)的、不穩(wěn)定的核的形成后極短時(shí)間內(nèi)，立刻放出一個(gè)或更多的中子。瞬發(fā)射線也是這時(shí)候發(fā)射出來(lái)的。213. 緩發(fā)中子是如何產(chǎn)生的？答案：當(dāng)瞬發(fā)中子在極短的時(shí)間內(nèi)停止發(fā)射后，一些裂變碎片的

50、中子太多而不穩(wěn)定，它們是一些發(fā)射體，衰變后的產(chǎn)物處在一種高激發(fā)態(tài)中，有足夠能量時(shí)即發(fā)出一個(gè)中子，即緩發(fā)中子。緩發(fā)中子的衰變規(guī)律視為同它的發(fā)射衰變規(guī)律一樣。下圖為緩發(fā)中子先驅(qū)核Br37的衰變情況。穩(wěn)定穩(wěn)定214. 什么叫緩發(fā)中子份額？答案：在所有由裂變產(chǎn)生的中子中，緩發(fā)中子所占的份額稱為緩發(fā)中子份額（以表示）。如果只考慮在活性區(qū)內(nèi)產(chǎn)生并被吸收的中子，即考慮了中子泄漏的影響，這時(shí)緩發(fā)中子所占的比例，就是有效緩發(fā)中子份額，以eff表示。與eff之間的關(guān)系為：eff，其中為緩發(fā)中子價(jià)值因子，通常?。?0.97。215. 什么叫裂變中子能譜？給出裂變中子的能量變化范圍。答案：裂變產(chǎn)生的瞬發(fā)中子隨中子能量

51、的分布稱為裂變中子譜。裂變中子的能量分布在相當(dāng)大的能量范圍內(nèi)，可由10MeV一直到熱中子能量，平均能量約為2MeV。216. 當(dāng)反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)，U238吸收中子生成Pu-239后，對(duì)反應(yīng)堆控制會(huì)產(chǎn)生什么影響？答案：Pu-239的緩發(fā)中子份額約為0.002，遠(yuǎn)比U235的緩發(fā)中子份額（約為0.0064）小。由于Pu-239的積累，整個(gè)反應(yīng)堆的有效緩發(fā)中子份額eff將減少，致使在壽期末時(shí)，反應(yīng)堆的響應(yīng)時(shí)間更快。因?yàn)闇p少，則在同一速率下改變反應(yīng)堆功率所需的反應(yīng)性就減少。也就是說(shuō)在同一反應(yīng)性引入的情況下，Pu-239含量愈多的反應(yīng)堆，其響應(yīng)時(shí)間就愈快（周期減少）217. 解釋升功率瞬變和降功率瞬變過(guò)程中

52、有效緩發(fā)中子衰變常數(shù)所發(fā)生的變化。答案： (1) 在上升功率瞬變過(guò)程中，發(fā)生了較多的裂變，因而就產(chǎn)生了較多的中子，很快就出現(xiàn)半衰期較短的緩發(fā)中子，即半衰期較短的緩發(fā)中子份額相對(duì)增加，緩發(fā)中子的平均壽命相對(duì)減小，衰變常數(shù)增加。 (2) 在下降功率瞬變過(guò)程中，由于中子產(chǎn)生和裂變的速度減小，因而產(chǎn)生的瞬發(fā)中子也較少。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)更取決于較長(zhǎng)壽命的緩發(fā)中子，即半衰期較長(zhǎng)的緩發(fā)中子份額相對(duì)增加，緩發(fā)中子的平均壽命相對(duì)增大，衰變常數(shù)減小。218. 熱中子的定義是什么？答案：與它們所在的介質(zhì)原子（或分子）處于熱平衡狀態(tài)中的中子。219. 熱中子平均速度與慢化劑溫度有關(guān)，當(dāng)慢化劑溫度增加時(shí)，中子平均速度也增加。2

53、20. 快中子可以引起鈾238裂變，為什么快堆并不用鈾238作燃料？答案：主要因?yàn)榉菑椥陨⑸涫勾蟛糠种凶幽芰亢芸旖档解?38的裂變閾能之下。221. 當(dāng)慢化劑溫度增加時(shí)，熱中子譜向什么方向移動(dòng)？答案：熱中子能譜向中子速度增加的方向移動(dòng)，即隨著慢化劑溫度的增加，中子最可幾速度也增加，如下圖所示。222. 在有中子吸收的壓水堆活性區(qū)中，熱中子平均速度要比介質(zhì)平均熱運(yùn)動(dòng)速度高一些。223. 一般中子截面表上所說(shuō)熱中子所對(duì)應(yīng)的中子溫度為20.4，與此溫度相對(duì)應(yīng)的中子速度（最可幾速度）為2200米/秒，相對(duì)應(yīng)的電子動(dòng)能為0.0253eV。224. 什么是反應(yīng)堆內(nèi)熱中子擴(kuò)散現(xiàn)象？答案：熱能中子在堆內(nèi)從密度

54、高的地方向密度低的地方運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱之為熱中子擴(kuò)散。熱中子最終被核燃料或慢化劑等吸收，或泄漏堆外。225. 將中子密度隨時(shí)間的變化率用產(chǎn)生數(shù)、泄漏數(shù)和吸收數(shù)表示。答案：產(chǎn)生數(shù)泄漏數(shù)吸收數(shù)226. 解釋熱中子擴(kuò)散長(zhǎng)度（L）的物理意義。答案：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L2等于熱中子從產(chǎn)生地點(diǎn)到被吸收地點(diǎn)穿行的直線距離均方值的六分之一。（）擴(kuò)散長(zhǎng)度L的大小將影響反應(yīng)堆內(nèi)熱中子的泄漏。L愈大，熱中子自產(chǎn)生地點(diǎn)到被吸收地點(diǎn)所移動(dòng)的平均距離也愈大，因而熱中子泄漏到反應(yīng)堆外的幾率也就愈大。在常溫下純水介質(zhì)中，擴(kuò)散長(zhǎng)度LH20約等于2.85厘米。227. 什么叫平均對(duì)數(shù)能量縮減（損失）？答案：平均

55、對(duì)數(shù)能量縮減（損失）是每次碰撞里中子能量的自然對(duì)數(shù)的減小的平均值，用表示。它與中子的初始能量無(wú)關(guān)，中子損失的能量平均起來(lái)總是它碰撞能量的一定分?jǐn)?shù)，這一分?jǐn)?shù)隨著散射核質(zhì)量數(shù)的增加而減小。228. 什么是宏觀減速能力？答案：宏觀減速能力用s乘積表示，它指出，只有盡可能大且散射截面也很大時(shí)才說(shuō)明散射物質(zhì)對(duì)中子的減速有良好的結(jié)果。229. 什么是減速比（慢化比）？答案：減速比用s/a表示，它表明如果減速物質(zhì)的吸收截面很大時(shí)也不是好的減速劑。230. 解釋中子年齡的物理意義。答案：中子年齡（u）是表征中子慢化過(guò)程特征的一個(gè)重要參數(shù)，計(jì)算減速密度的二次空間短（），可以給出年齡一個(gè)精確的物理意義，即中子年齡

56、（u）時(shí)所穿行的直線距離均方值的六分之一。反應(yīng)堆計(jì)算中最有用的是熱中子年齡th，也就是從裂變中子釋放后慢化到熱中子的中子年齡。231. 解釋徙動(dòng)面積M2的物理意義。答案：)徙動(dòng)面積M2是中子由作為快（裂變）中子產(chǎn)生出來(lái)，直到它成為熱中子并被吸收所穿行直線距離的均方值的六分之一。徙動(dòng)長(zhǎng)度M是影響堆芯中子泄漏程度的重要參數(shù)，M越大，則中子不泄漏幾率PL便愈小。232. a.優(yōu)質(zhì)慢化劑的三個(gè)主要性質(zhì)是什么？ b.慢化劑的原子量應(yīng)該多大為好？答案：a. 吸收截面?。簧⑸浣孛娲?；平均對(duì)數(shù)能量損失大。b. 原子量應(yīng)盡可能小。233. 反應(yīng)堆中，水是用來(lái)作冷卻劑、慢化劑、屏蔽和反射層。234. 常用的慢化劑

57、有輕水、重水和石墨等。235. 試比較H2O與D2O作為慢化劑的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：H2O的慢化能力強(qiáng)，價(jià)格便宜，但是中子吸收截面大，慢化比小，必須采用富集鈾燃料。D2O的慢化比高，中子吸收截面小，可以采用天然鈾，但其慢化能力稍差，價(jià)格貴，而且運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生氚。236. 試述水作為冷卻劑與慢化劑的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：便宜，傳熱性能好，熱容量大，失水事故時(shí)的自安全性好，但會(huì)發(fā)生相變，中子吸收較強(qiáng)，放化性能不穩(wěn)定，易于活化。237. 硼的慢化能力不小，為什么它不能用作慢化劑？答案：硼的的熱中子吸收截面a太大，慢化比很小。238. 為什么天然鈾反應(yīng)堆不能用輕水做慢化劑？答案：由于天然鈾燃料的熱裂變因子很小，而輕水

58、的附加中子吸收大，無(wú)法構(gòu)成臨界布置，所以天然鈾反應(yīng)堆不能用輕水作慢化劑，請(qǐng)參考Kandu。239. 什么叫自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)？答案：可裂變物質(zhì)處于適當(dāng)條件下，裂變中子能引起進(jìn)一步裂變而放出中子，并使裂變反應(yīng)能不斷繼續(xù)下去。240. 給出無(wú)限介質(zhì)增殖系數(shù)K的定義。答案：系統(tǒng)為無(wú)限大，中子的泄漏率為零時(shí)的增值系數(shù)稱無(wú)限增殖系數(shù)K。241. “四因子公式”描述了什么？答案：它描述了一個(gè)無(wú)限擴(kuò)展反應(yīng)堆的中子平衡狀況，它是反應(yīng)堆內(nèi)中子產(chǎn)生率與吸收率之比。242. 給出快中子裂變因子的定義。答案：由于一個(gè)初始裂變中子所得到的、慢化到鈾238核裂變閾能以下的平均中子數(shù)。這是略大于1的一個(gè)系數(shù)。243. 給出熱中子

59、利用因子f的定義。答案：被燃料吸收的熱中子數(shù)占被堆芯所有物質(zhì)（包括燃料在內(nèi)）吸收的熱中子總數(shù)的份額。f1。244. 給出裂變因子的定義。答案：燃料每吸收一個(gè)熱中子所產(chǎn)生的平均裂變中子數(shù)。245. 為什么長(zhǎng)期運(yùn)行中會(huì)發(fā)生變化？答案：由于燃料的宏觀裂變截面f減小，而燃料的宏觀俘獲截面a卻增加了，所以隨運(yùn)行時(shí)間推移而下降。246. 試解釋當(dāng)冷卻劑溫度升高時(shí)熱中子利用因子f的變化。答案：在欠慢化柵格布置的情況下，冷卻劑溫度升高意味著冷卻劑密度降低，則冷卻劑宏觀吸收截面降低，所以f升高。247. 哪些運(yùn)行措施可以改變四因子公式中的熱中子利用因子f？答案：通過(guò)提升或插入控制棒，或者改變冷卻劑中的硼濃度均可

60、以改變四因子公式中的熱中子利用因子f。248. 中子毒物的存在明顯改變了反應(yīng)堆四因子公式中的熱中子利用因子f。249. Keff與K之間的關(guān)系如何？答案：Keff= KPsPdPs：快中子慢化過(guò)程中的不泄漏幾率。Pd：熱中子擴(kuò)散過(guò)程中的不泄漏幾率。250. 給出中子不泄漏幾率PL的定義。答案：251. 試給出單群理論的臨界方程。答案：?jiǎn)稳豪碚摰呐R界方程為：，其中為中子的不泄漏幾率，Bg2為幾何曲率，L為擴(kuò)散長(zhǎng)度。由上可知中子不泄漏幾率不僅與擴(kuò)散長(zhǎng)度有關(guān)，而且與幾何曲率有關(guān)。當(dāng)反應(yīng)堆體積增大時(shí)，Bg2就減小，不泄漏幾率就增大。當(dāng)反應(yīng)堆達(dá)到臨界時(shí)，幾何曲率Bg2與材料曲率相等，即Bg2=Bm2，這