煙臺大學(xué)20152016學(xué)年第1學(xué)期核反應(yīng)堆物理分析試卷B考試時(shí)間為90考試時(shí)間為90分鐘1）21）2）3）學(xué)生可帶計(jì)算器，不得帶其他與考試無關(guān)的物品。答案寫在后面答題紙上。最后一頁為草稿紙，其余為答題紙，試卷與答題紙及草稿紙不得拆開。一些常用參數(shù)為已知，波動方程的解可參考下表，等等。第一部分名詞解釋（共20分）（共5小題，每題4分）1)多普勒效應(yīng)1)多普勒效應(yīng)由于靶核的熱運(yùn)動隨溫度的增加而增加，所以這時(shí)共振峰的寬度將隨著溫度的上升而增加，同時(shí)峰系:院:在系:院:在：2）所：能量自屏效應(yīng)當(dāng)中子截面呈共振峰形狀時(shí)，在共振能量附近有很大的增大和劇變，這就導(dǎo)致中子通量密度急劇下降畸變，在共振峰能量附近出現(xiàn)很大的凹陷，這種現(xiàn)象稱之為共振的“能量自屏效應(yīng)”。3)中子的平均壽命3)中子的平均壽命在反應(yīng)堆動力學(xué)計(jì)算中往往需要用到快中子自裂變產(chǎn)生到慢化成為熱中子，直至最后被俘獲的平均時(shí)間，稱為中子的平均壽命。4)裂變產(chǎn)物中毒4)裂變產(chǎn)物中毒:由于裂變產(chǎn)物的存在，吸收中子而引起的反應(yīng)性變化稱為裂變產(chǎn)物中毒。名：姓：5）臨界硼濃度生:考！隨著反應(yīng)堆的運(yùn)行，堆芯中反應(yīng)性逐漸地減小，所以必須不斷的降低硼濃度，使堆芯保持在臨界狀態(tài)。:這時(shí)的硼濃度稱為臨界硼濃度。第二部分簡答題（4道題，每題5分，共20分）1）可裂變同位素如何利用？可裂變同位素對于熱中子的反應(yīng)截面較小，可用于快堆中，在快堆中一方面產(chǎn)生部分的裂變能量，另一方面可轉(zhuǎn)化為易裂變核素，用于熱堆中，產(chǎn)生裂變能量。2）直線外推距離如何確定？其意義是什么？假想從交界面處將中子通量密度的分布曲線按它在交界面處的斜率向真空作直線外推，則在離開交界面某個距離d處的位置上中子能量密度將等于零，d稱為直線外推距離。其意義在于利用斐克定律給定邊界條件，確定計(jì)算參量。3） 慢化劑溫度系數(shù)如何設(shè)計(jì)？為了保證慢化劑溫度系數(shù)為負(fù)值，設(shè)計(jì)時(shí)要注意水鈾比，保證處于欠慢化區(qū)；同時(shí)要注意控制硼濃度不要超過最大值。即在最大允許硼濃度時(shí)，水鈾比仍處于欠慢化區(qū)。4） 反應(yīng)堆正好臨界時(shí)緩發(fā)中子如何起作用？反應(yīng)堆正好臨界時(shí)緩發(fā)中子處于平衡狀態(tài)，由于其壽命較瞬發(fā)中子長很多，所以大大延長了中子每代時(shí)間，使得中子密度變化比單由瞬發(fā)中子壽命計(jì)算值慢得多，因而使得反應(yīng)堆來得及人工控制。第三部分判斷題（每題2分，共20分）1） 控制棒在堆芯中心位置移動時(shí)的微分價(jià)值最高（”）2） 233U、235U、239PU、241Pu都是易裂變同位素（”）3） 共振散射與勢散射在實(shí)驗(yàn)上是可以區(qū)分的（”）4） 中子平均自由程等于散射平均自由程與吸收平均自由程之和（X）5） 壓水堆中中能區(qū)中子能譜符合1/v律（X）6） 中子的慢化主要靠中子與慢化劑核的彈性散射進(jìn)行（X）7） 反應(yīng)堆點(diǎn)堆模型沒有考慮幾何位置（V）8） 停堆后氙的濃度先升后降（V）9） 反應(yīng)堆“緊急停堆”，是引入大的負(fù)反應(yīng)性使反應(yīng)堆立即關(guān)閉（X）10） 負(fù)溫度系數(shù)可以使得反應(yīng)堆內(nèi)溫度變化時(shí)功率能自行補(bǔ)償調(diào)節(jié)（V）第四部分計(jì)算題（4道題，每題10分，共40分）4-1設(shè)半徑為R的均勻介質(zhì)球體內(nèi)，每秒每單位體積均勻產(chǎn)生S個中子，試求球體內(nèi)的中子通量密度分布。解：以球心為原點(diǎn)建立球坐標(biāo)系，建立擴(kuò)散方程：-DV2。+￡。=S 即|：V2?_券@=一D邊界條件：i.°罰＜+8,ii..4（R+d）=0, iii.lim4兀r2J（r）=0rT0exp（一r/L） exp（r/L）S通解：4（r）=A +C +—r r旗aTOC\o"1-5"\h\zr＜、 ?r\o"CurrentDocument"由條件①：lim4兀r2J(r)=lim4兀D[A(—+1)e-r/l-C(—-1)er/l]=0nA=-Crr0 rr0 L L再由條件ii：所以：巾(r)=(R+d)S[exp(—r/L)—exp(r/L)]1+_S_￡[exp(^R+d)—exp(—R+d)]r七aL L4-2試求邊長為a，b，c（包括外推距離）的長方體裸堆的幾何曲率和中子通量密度分布。設(shè)有一邊長為a=b=0.6m,c=0.8m（包括外推距離）的長方體裸堆，L=0.04m,t=6cm2。求達(dá)到臨界時(shí)所必須的解：幾何曲率：B2=(—)2+(t)2+(—)2=70.18(m-2)gabck—1c應(yīng)用修正單群理論，臨界條件變?yōu)椋?^―=B2M2g其中：M2=L+T=0.0022(m2)nq=1.1544-3設(shè)在某動力反應(yīng)堆中，已知平均熱中子通量密度為Q，燃料的宏觀裂變截面￡UO2，柵元中宏觀吸收截面￡柵，燃料與柵元的體積比匕。2/^=￡，試求1351，i35Xe平衡濃度和平衡氙中毒。（Y］，YXe已知）解：由已知條件可得：4-4設(shè)有一反應(yīng)