核反應(yīng)堆4-5章總結(jié)

第四章反應(yīng)性的變化與控制第五章反應(yīng)堆中子動(dòng)力學(xué)課外知識(shí)核反應(yīng)堆物理基礎(chǔ)

4-5章總結(jié)動(dòng)力工程系核電1311章永賢、郭榮鍵4.1溫度效應(yīng)1.反應(yīng)性溫度系數(shù)溫度變化一個(gè)單位(K,oC)帶來的反應(yīng)性變化定義為反應(yīng)性溫度系數(shù)αT。公式：αT=dρ/dT=dK/dT/K2≈dK/dT/K溫度效應(yīng)：因反應(yīng)堆溫度變化而引起ρ發(fā)生變化的效應(yīng)，稱為反應(yīng)性的溫度效應(yīng)，簡(jiǎn)稱溫度效應(yīng)。反應(yīng)性溫度系數(shù)為負(fù)值對(duì)反應(yīng)堆安全有利，反之不利。反應(yīng)堆設(shè)計(jì)要盡可能做到各種工況下溫度系數(shù)為負(fù)2.多普勒效應(yīng)燃料核截面在中能區(qū)段存在很多的強(qiáng)共振峰。

燃料溫度對(duì)反應(yīng)性的影響主要是因?yàn)楣舱裎盏淖兓?。溫度升高時(shí)共振峰值降低，但微觀截面曲線下覆蓋的面積保持持不變，即所謂的共振峰展寬。最常見的反應(yīng)堆中裝有大量的238U，它有強(qiáng)烈的共振俘獲吸收。溫度升高時(shí)，共振峰展寬，落入共振峰內(nèi)的中子增加，俘獲吸收中子增加，降低了中子利用率。造成反應(yīng)性下降。這一效應(yīng)稱為多普勒(Doppler)效應(yīng)。

238U的多普勒反應(yīng)性溫度系數(shù)為負(fù)值。3.慢化劑溫度系數(shù)慢化劑溫度變化時(shí)影響慢化劑的慢化能力，主要途徑如下：慢化劑密度變化。以水為例，溫度升高慢化能力降低，能譜變硬。慢化劑溫度變化引起中子溫度變化。溫度升高時(shí)能譜變硬。水軸比：慢化劑溫度系數(shù)還與單位體積內(nèi)慢化劑與燃料的核密度比值有關(guān)，在輕水堆中以“水鈾比”表示。4.2中毒效應(yīng)

概念：熱中子反應(yīng)堆運(yùn)行后堆內(nèi)所產(chǎn)生的某些裂變產(chǎn)物，其中子吸收截面較大，故對(duì)ρ有明顯的影響，這種效應(yīng)稱為裂變產(chǎn)物中毒，有兩種同位素特別重要釤(149Sm)和氙(135Xe)。

停堆后的135Xe中毒——碘抗

所謂剩余反應(yīng)性是指堆芯中沒有任何控制毒物時(shí)的反應(yīng)性，以ρex來表示，控制毒物是指反應(yīng)堆中用于反應(yīng)性控制的各種吸收體（如控制棒），不包括裂變產(chǎn)物中的毒物。

4.3燃耗

概念：燃料的耗損將引起剩余反應(yīng)性下降，這種效應(yīng)稱為反應(yīng)性燃耗效應(yīng)。

燃耗深度：燃耗深度是燃料貧化程度的一種度量，通常把單位質(zhì)量燃料所發(fā)出的能量稱為燃耗深度。

轉(zhuǎn)化與繁殖：

CR=復(fù)活率/吸收率

輕水堆CR≈0.65.1緩發(fā)中子的作用中子的平均壽命緩發(fā)中子的壽命應(yīng)當(dāng)?shù)扔谥凶拥穆瘯r(shí)間、擴(kuò)散時(shí)間以及延發(fā)時(shí)間之和其中，tm為平均慢化時(shí)間，td為平均擴(kuò)散時(shí)間。反應(yīng)堆周期

T=l/(k–1)不考慮緩發(fā)中子T≈0.1s，若考慮緩發(fā)中子T≈85s。課外知識(shí)壓水堆核電站壓水堆核電站：核島、常規(guī)島和電站配套設(shè)備。核島①蒸汽發(fā)生器②穩(wěn)壓器③主泵④壓力容器常規(guī)島主要包括汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，其形式與火電廠相似。核反應(yīng)堆及系統(tǒng)基本組成裂變反應(yīng)核反應(yīng)堆是指容器及內(nèi)存裝的燃料、慢化劑、冷卻劑、控制、測(cè)量部件及管道。核燃料分為易裂變的和可裂變的兩種易裂變核燃料：鈾-233、鈾-235及钚-239可裂變：釷-232、鈾-238在核反應(yīng)堆內(nèi)吸收一個(gè)快中子后有可能發(fā)生裂變232Th、238U在核反應(yīng)堆內(nèi)吸收一個(gè)快中子裂變?yōu)?33Th慢化劑輕水（H2O）重水（D2O）石墨（C）鈹及氧化鈹（Be、BeO）和有機(jī)化合物吸收能力較低、慢化能力較高、輕物質(zhì)作慢化材料控制系統(tǒng)在堆內(nèi)放入一種或數(shù)種吸收中子能力大的物質(zhì)用鎘、硼、銀銦鎘合金、鉿等材料做成的控制棒或在冷卻劑中加入硼酸、硝酸等溶液控制反應(yīng)堆控制棒：安全棒、調(diào)節(jié)棒、補(bǔ)償棒屏蔽措施用體積質(zhì)量（密度）大的材料屏蔽y射線如鐵、鉛等用體積質(zhì)量（密度）小的材料屏蔽中子如水、石墨、含硼材料及石