chapter08反應(yīng)堆的物理啟動(編輯修改稿)
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【文章內(nèi)容簡介】 到穩(wěn)定，實際當(dāng)中的反應(yīng)堆都是工作在次臨界態(tài)下的。 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 25 ⑵達(dá)到平衡的物理過程 ? 假設(shè)反應(yīng)堆臨界前堆芯的有效增殖系數(shù)為 Keff，顯然，Keff1。假設(shè)有一個中子源，其在每代過程中都能放出 S0個中子，那么有： ?第 0代末時的中子數(shù) N0： ?第 1代末時的中子數(shù) N1： ； ?第 2代末時的中子數(shù) N2： ； ?第 3代末時的中子數(shù) N3： ； ? …… 0S? ?0 1 effSK?? ?20 1 e ff e ffS K K??? ?230 1 e ff e ff e ffS K K K??? 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 26 ? 從而到第 m代末時的中子數(shù) Nm為： ? 從而有： ? ?20 1 me ff e ff e ffS K K K? ? ? ?? ? ? ?10111me f fe f fme f fKKNSK?????? 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 27 ? 由于每一代的時間間隔很短，從而在宏觀上較短的時間內(nèi)，可以認(rèn)為反應(yīng)堆內(nèi)的中子已經(jīng)經(jīng)過了足夠多（無限多）代的增殖 . ? 從而此時的中子數(shù) N為： ? ? ? ?1 0011l im11me f fe f fme f f e f fK SKNSKK?????? ? ??? 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 28 ? 將次臨界公式和前面通過點(diǎn)堆動力學(xué)方程得到的結(jié)果進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，二者在形式上是一致的： 0 00011ppe f f e f fql SN q l SKK?? ? ? ? ??? 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 29 ? 如果定義次臨界系數(shù) M為： ? 那么上式可改寫為： ? 上式也稱為次臨界公式。 11 e ffMK??001e ffSN M SK? ? ?? 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 30 ⑶外推法 ①外推公式 ? 將次臨界公式改寫為以下形式： ? 上式也稱為外推公式。 ? ?011 1e ffKNS?? 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 31 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 32 ? 根據(jù)外推公式的性質(zhì)，只要我們隨意的給出兩點(diǎn)的坐標(biāo)，那么馬上便可確定整條直線。 ? 將這條直線延長，使其和橫軸相交，此時有： ? 即交點(diǎn)即為臨界點(diǎn)。 ? ?011 1 01e f f e f fK KNS ?? ? ? ? 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 33 ? 這個性質(zhì)在反應(yīng)堆的啟動當(dāng)中有這重要的作用，可利用其來預(yù)測堆芯的臨界點(diǎn)的物理量取值。 ? 在反應(yīng)堆的啟動中，所測量的并不是堆芯中子的計數(shù)率，而是堆芯泄漏到堆外的一部分中子對堆外核儀表所貢獻(xiàn)的計數(shù)率。 ? 可以認(rèn)為其與堆芯的中子數(shù)密度是成正比的。 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 34 ②外推法的實際應(yīng)用 ? 某些物理量與反應(yīng)堆的反應(yīng)性 ρ或 (1Keff)是成線性關(guān)系的，比如控制棒的位置、硼濃度、堆芯注入水的體積等。 ? 可以這些物理量作為橫坐標(biāo)，此時曲線與橫坐標(biāo)軸的交點(diǎn)便為堆芯臨界時所對應(yīng)的該物理量的值。 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 35 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 36 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 37 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 38 ③外推法在實際應(yīng)用中的問題 Ⅰ .近似直線 ? 在前面的討論中，假設(shè)了用于外推的物理量與反應(yīng)堆的反應(yīng)性 ρ或 (1Keff)是成線性關(guān)系的。 ? 實際中無論是控制棒的位置、還是硼濃度、注入水體積，其與 ρ或 (1Keff)都只在一定范圍內(nèi)成線性比例。 ? 因此在實際應(yīng)用中，需要對其進(jìn)行修正（例如通過實驗測量來確定具體曲線）。 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 39 Ⅱ .保守性原則 ? 實際當(dāng)中，可能有多個探測儀器，其結(jié)果可能并不一致。 ? 【 問題 】 在這些測量曲線中，究竟選擇那條曲線呢？ 2022/2/3 哈爾濱工程大學(xué) 核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 李偉 40 A B C Ⅰ Ⅱ effK1N,0effK1BN1AN1CN
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