【正文】 ? 可見(jiàn)，當(dāng) αT 0時(shí)，往堆芯引入一個(gè)正的擾動(dòng)，將會(huì)受到一個(gè)負(fù)反饋，堆芯的反應(yīng)性會(huì)降低，使得反應(yīng)堆回復(fù)到擾動(dòng)前的狀態(tài)。 1TkkT????k Kk? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 6 ⑶溫度系數(shù)對(duì)反應(yīng)堆的影響 溫度系數(shù)的正負(fù)對(duì)反應(yīng)堆有著極為重要的影響。 ? 為了定量的描述這些量對(duì)反應(yīng)性的影響，引入反應(yīng)性系數(shù)的概念。 ? 溫度效應(yīng)可用反應(yīng)性溫度系數(shù)來(lái)度量。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 9 ? 可見(jiàn)，當(dāng) αT 0時(shí)，如果往堆芯引入一個(gè)負(fù)的微擾，將會(huì)受到一個(gè)正反饋，使得堆芯的溫度和反應(yīng)性不斷下降，直到最后反應(yīng)堆停堆。 ? 反應(yīng)堆二回路負(fù)荷發(fā)生增加較小的值： ?從一回路取走較多熱量； ?入口水溫降低； ?堆芯平均溫度降低； ?反應(yīng)性增加； ?功率升高。 ③總結(jié) ? 在反應(yīng)堆設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇合適的負(fù)溫度系數(shù)。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 24 ⑵核燃料溫度系數(shù)與慢化劑溫度系數(shù) ? 由于核燃料和慢化劑溫度變化的特點(diǎn)并不相同，需要分開(kāi)討論其溫度效應(yīng)。 ?在冷態(tài)下，慢化劑的溫度系數(shù)有可能為正。 ? 發(fā)生共振吸收時(shí)，入射中子的能量稱為共振能量，用E0表示。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 37 ? 對(duì)于 E E0處的情況，可以得到相同的結(jié)論：靶核的熱運(yùn)動(dòng)使得該點(diǎn)處的吸收截面 σ比 σγ(E)大。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 45 Ⅱ .反應(yīng)性效應(yīng)大 ? 核燃料溫度系數(shù)的絕對(duì)值 較??； ? 核燃料從 0功率水平至滿功率過(guò)程中，其溫度變化較大（ 450～ 600℃ ）。PFPT ? 當(dāng)慢化劑溫度變化時(shí)： ? PT、 η受到的影響較小； ? ε、 f、 p和 PF受到的影響較大。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 54 ② Σs減小 Ⅰ .對(duì) p的影響 ? Σs減小，意味著： ?慢化劑對(duì)中子的慢化能力 ξ 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 57 ③慢化劑的溫度系數(shù)的正負(fù) ? 對(duì)于采用水做慢化劑的反應(yīng)堆： ?慢化劑溫度系數(shù)的正負(fù)由上面的幾個(gè)因素競(jìng)爭(zhēng)決定； ?一般而言，壓水堆的慢化劑溫度系數(shù)為負(fù)值。但事實(shí)是否如此？ 54.慢化劑溫度系數(shù) 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 63 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 64 Ⅰ .選在過(guò)慢化區(qū) ? 當(dāng)慢化劑的溫度升高時(shí)，慢化劑的密度發(fā)生減小，而核燃料的密度基本不變，這相當(dāng)于水鈾比變小。 ? 常用的化學(xué)添加劑為硼酸（ H3BO3）。 MT?MT?MT?MT? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 73 Ⅱ .CB固定時(shí)， 隨 Tm的變化 ? 當(dāng)硼濃度 CB固定時(shí)，溫度 Tm越高，慢化劑的溫度系數(shù)的絕對(duì)值 越大： ?慢化劑的溫度 Tm越高，其發(fā)生單位變化時(shí)，造成的慢化劑密度變化也越大； ?由于慢化劑密度改變所引入的負(fù)反應(yīng)性變化也越大。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 79 ? 上面所述的三個(gè)變化中： ?第一項(xiàng)將使得中子的有效利用系數(shù)增加，其對(duì)反應(yīng)性的影響是正的； ?第三項(xiàng)將使得中子的不泄露幾率減小，其對(duì)反應(yīng)性的影響是負(fù)的； ?第二項(xiàng)其對(duì)反應(yīng)堆的影響可正可負(fù)，視具體的堆型而定。 ? 利用功率和反應(yīng)性的關(guān)系來(lái)表示反應(yīng)性系數(shù)比用溫度系數(shù)、空泡系數(shù)更為直接和全面。 FT? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 87 Ⅱ .燃耗深度 ? 導(dǎo)熱率的改變對(duì)反應(yīng)性的貢獻(xiàn) Ⅰ ； ?隨著燃耗加深，燃料芯塊與包殼之間的裂變氣體逐漸積累，使得導(dǎo)熱率下降； ?處于相同的功率水平下，當(dāng)燃耗加深時(shí)，燃料芯塊的溫度 Teff將增加； ?此時(shí)的 | ΔρF |較大。 MM T MT??? ? ? ? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 92 ? 在壓水堆電站中，通常以冷卻劑的平均溫度 Tavg作為主調(diào)量，其與反應(yīng)堆功率成線性關(guān)系。 ? 根據(jù)功率與反應(yīng)性的關(guān)系： ?當(dāng)提高反應(yīng)堆的功率水平時(shí)，將向堆芯引入負(fù)反應(yīng)性； ?同樣，當(dāng)降低反應(yīng)堆功率水平時(shí)，將向堆芯引入正反應(yīng)性； ? 這是在反應(yīng)堆運(yùn)行中所需要特別注意的。 MT? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 93 ⑷空泡功率系數(shù) ? 【 定義 】 空泡功率系數(shù) 功率發(fā)生單位變化時(shí)，由于氣泡份額變化所引起的反應(yīng)性的變化。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 89 ? 240Pu和裂變毒物的積累 ?隨著燃耗加深，由于 240Pu和裂變毒物的積累，使得中子的逃過(guò)共振吸收幾率減小。即： ? 由于功率變化是堆內(nèi)各參數(shù)變化的綜合體現(xiàn)，從而有： PddP?? ?FMPFMFM FMT T VTTdxd P T P T P x PTT xP P P? ? ? ??? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ?? ? ? ? ? ?? ? ? 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 85 ⑵燃料功率系數(shù) ①定義 ? 【 定義 】 燃料功率系數(shù) 功率發(fā)生單位變化時(shí)，由于燃料有效溫度發(fā)生變化引起的反應(yīng)性的變化。 ? 因此對(duì)于采用水做慢化劑的反應(yīng)堆，第二項(xiàng)其對(duì)反應(yīng)性的影響是負(fù)的。 MT?MT?54.慢化劑溫度系數(shù) 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 75 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 76 ② BOL和 EOL時(shí)慢化劑的溫度系數(shù) Ⅰ .BOL ? 在壽期初： ?反應(yīng)堆具有較大的剩余反應(yīng)性，主要通過(guò)在慢化劑中添加可溶毒物硼酸來(lái)補(bǔ)償過(guò)剩的反應(yīng)性； ?慢化劑中的硼濃度較大，當(dāng)慢化劑溫度 Tm發(fā)生單位變化時(shí)，硼濃度變化所引入的正反應(yīng)性也是可觀的。如果保持化學(xué)毒物的濃度（即核子數(shù)百分比）不變，那么其核子數(shù)密度也將減小。 ? 即此時(shí)的 。 ? 當(dāng)水鈾比較小時(shí)，慢化劑比例較小： ?中子沒(méi)有被充分慢化，共振吸收較強(qiáng)，因此 p較?。? ?慢化劑對(duì)中子的吸收也較弱，即 f較大。 ? 從這方面看，其對(duì)反應(yīng)性的貢獻(xiàn)是負(fù)的。 ? 這將使得慢化劑相關(guān)的宏觀截面 Σx發(fā)生變化，這里分為 Σa和 Σs來(lái)考慮。 ?當(dāng)溫度較高時(shí)，核燃料溫度系數(shù)的絕對(duì)值 較小。 2021/6/16 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 38 ② Doppler效應(yīng) ? 當(dāng)介質(zhì)（核燃料）的溫度越高時(shí)： ?靶核運(yùn)動(dòng)的速度越快， Etar也越大； ?對(duì)于單一能量入射的中子的相對(duì)