核反應(yīng)堆物理分析第1章-資料下載頁(yè)
2025-01-06 15:14本頁(yè)面
【正文】 235U, 取 α=, 對(duì)于熱功率為 1MW反應(yīng)堆 , 每天 235U 的消耗率為 103 kg/d. PF t ??dkgAPN AFG a /)1( 1230??????? ? ?PFFF ffafa 1010)1()1( ?????? ???? 裂變產(chǎn)物與裂變中子發(fā)射 ?裂變產(chǎn)物 ? 絕大多數(shù)裂變放出兩個(gè)碎 片和中子。 ? 引起裂變的中子能量不同， 曲線的形狀也不同。 ? 裂變碎片質(zhì)量范圍大約 分布在 72到 161 之間。 裂變碎片都是不穩(wěn)定核，要經(jīng)過(guò)一系列 β 衰變 成為穩(wěn)定核。 我們把裂變碎片和其 衰變產(chǎn)物叫做 裂變產(chǎn)物 。 反應(yīng)堆運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生 300多種裂變產(chǎn)物，其中 135Xe和 149Sm 具有很強(qiáng)的中子吸收截面，它們將消耗堆內(nèi)的中子，我們 把這些中子吸收截面大的裂變產(chǎn)物叫 毒素。 有的裂變產(chǎn)物的半衰期很長(zhǎng)和很強(qiáng)的放射性如： 237Np 241Am 243Am, 129I, 99Tc， 這些裂變產(chǎn)物將對(duì)反應(yīng)堆 乏燃料的儲(chǔ)存、運(yùn)輸后處理帶來(lái)一系列的困難。 ?裂變中子 裂變放出的中子數(shù)和裂變方式有關(guān)。每次裂變放出的 平 均中子數(shù)依賴于裂變核和引起裂變的中子能量 ，對(duì)于 235U, 和 239Pu 為： ν 235(E)=+ ν 239(E)=+ 裂變反應(yīng)產(chǎn)生的 99%以上的中子是在裂變的瞬間（ 1014秒） 發(fā)射出來(lái)，這些中子叫做 瞬發(fā)中子， 它們能量范圍從 0到 10 MeV， 對(duì)于 235U瞬發(fā)裂變中子的能譜 χ (E) 為 EeE E i n )( ???EeEE )( ????? ?0 1)( dEE? ? ? ???0 )( Me VMe VdEEEE ? 能量，兆電子伏 圖 112 鈾 235核裂變中子裂變時(shí)裂變中子能譜 值得一提的是 252Cf 自發(fā)裂變中子源，其能譜與 235U非常相近 TEeCEE ?? )(? 2/32TC ?? M e VdEEEE )(0 ?? ?? ?锎中子源的能譜 裂變中還有大約 1%的中子是在裂 變碎片衰變過(guò)程中發(fā)射出來(lái)的， 這些中子叫 緩發(fā)中子， 如 87Br 碎片在以后裂變過(guò)程中放出的中 子。 87Br也叫做緩發(fā)中子先驅(qū)核。 表 16給出了 235U 裂變時(shí)緩發(fā)中子 的數(shù)據(jù)。 緩發(fā)中子的能譜不同于瞬發(fā)中子 能譜， 緩發(fā)中子的平均能量要比 瞬發(fā)中子低很多 。 雖然緩發(fā)中子在裂變中子中所占 的份額小，但它對(duì)反應(yīng)堆的動(dòng)力 學(xué)過(guò)程有 非常重要影響 。 鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng) 自續(xù)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)和臨界條件 裂變反應(yīng)堆就是一種能以可控方式產(chǎn)生自續(xù)鏈?zhǔn)搅? 變反應(yīng)的裝置。它能以一定的速度將蘊(yùn)藏在原子核中的 能量釋放出來(lái)。 反應(yīng)堆里自續(xù)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)條件可以用有效增殖因數(shù) keff 表示： 在實(shí)際問(wèn)題中很難確定中子每 “ 代 ” 的起始和終了時(shí)間。 從中子的平衡關(guān)系定義系統(tǒng)的有效增殖因數(shù)更方便，即 直屬上一代中子數(shù)新生一代中子數(shù)?e f fk泄漏）率吸收系統(tǒng)內(nèi)中子的總消失（系統(tǒng)內(nèi)中子的產(chǎn)生率??e f fk?如有效增殖因數(shù) keff =1，表示系統(tǒng)處于 臨界系統(tǒng) ?如有效增殖因數(shù) keff ?1，表示系統(tǒng)處于 次臨界系統(tǒng) ?如有效增殖因數(shù) keff ?1，表示系統(tǒng)處于 超臨界系統(tǒng) keff系統(tǒng)材料成分、結(jié)構(gòu)、中子的泄露程度有關(guān)。當(dāng) 反應(yīng)堆的尺寸為無(wú)限大時(shí)，中子的泄露損失便等于零， 這時(shí)的增殖因數(shù)只與系統(tǒng)的材料和成分有關(guān)。我們把無(wú) 限大介質(zhì)的有效增殖因數(shù)稱為 無(wú)限介質(zhì)有效增殖因數(shù)， 以 k∞ 表示 。 有限大小的反應(yīng)堆， 中子的泄露無(wú)法避免， 中子的不泄露 概率 ? 定義為： 不泄露概率 ?與反應(yīng)堆大小、形狀以及成分有關(guān)。我們有 keff =k∞ ? 反應(yīng)堆維持自持鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)的條件是： keff =k∞ ?=1 這條件成為反應(yīng)堆的 臨界條件 ，這時(shí)反應(yīng)堆芯部的大小 稱為 臨界大小 ，反應(yīng)堆芯部裝載的燃料質(zhì)量稱為 臨界質(zhì)量。 系統(tǒng)內(nèi)中子的泄露率系統(tǒng)內(nèi)中子的吸收率系統(tǒng)內(nèi)中子的吸收率??? 熱中子反應(yīng)堆內(nèi)中子循環(huán) 反應(yīng)堆內(nèi)中子數(shù)目取決于下列過(guò)程： ? 238U 的快中子增殖 ? 慢化過(guò)程中的 共振吸收 ? 堆芯材料對(duì)中子的輻射俘獲 ? 燃料吸收中子引起的裂變 ? 中子的泄露。（ 1）慢化過(guò)程 的中子泄露（ 2）熱中子擴(kuò)散 過(guò)程的泄露。 為定量計(jì)算我們定義五個(gè)參量： （ 1）快中子增殖因數(shù) ε， 它的定義是： 由一個(gè)初始裂變 中子所得到的、慢化到 238U裂變閾能以下的平均中子數(shù) 。 （ 2）逃脫共振俘獲概率 p：在慢化過(guò)程中逃脫共振吸收的 的中子的份額稱為逃脫共振俘獲概率，用 p表示。 （ 3）熱中子吸收系數(shù) f： （ 4）有效裂變中子數(shù) η， 定義為： 核燃料每吸收一個(gè)熱 中子產(chǎn)生的平均裂變中子數(shù) 。 （ 5）不泄露概率 Λ ， 它是 中子在慢化過(guò)程和熱中子在擴(kuò)散 過(guò)程中不泄露概率的乘積 。 Λ=ΛsΛd 被吸收的熱中子總數(shù)燃料吸收的熱中子?f??af???根據(jù)有效增殖因數(shù)的定義， 可得出： 上式稱為四因子公式。 ????? ?knpfnk dse f f ???? pfk ?
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1