核反應堆物理分析課后習題參考答案

1、核反應堆物理分析答案核反應堆物理分析答案第一章第一章11.某壓水堆采用某壓水堆采用UO2作燃料，其富集度為作燃料，其富集度為2.43%（質量）（質量），密度為，密度為10000kgm3。試計算：當中子能量為。試計算：當中子能量為0.0253eV時，時，UO2的宏觀吸收截面和宏觀裂變截面。的宏觀吸收截面和宏觀裂變截面。解：由18頁表13查得，0.0253eV時：(5)680.9(5)583.5(8)2.7afaUbUbUb??????由2

2、89頁附錄3查得，0.0253eV時：()0.00027baO??以c5表示富集鈾內U235與U的核子數(shù)之比，表示富集度，則有：?555235235238(1)ccc????151(10.9874(1))0.0246c??????255283222M(UO)235238(1)162269.91000()()2.2310()M(UO)AccUONNUOm????????????所以，26352(5)()5.4910()NUcNUOm???

3、?28352(8)(1)()2.1810()NUcNUOm?????2832()2()4.4610()NONUOm????2112()(5)(5)(8)(8)()()0.0549680.92.182.74.460.0002743.2()()(5)(5)0.0549583.532.0()aaaaffUONUUNUUNOOmUONUUm??????????????????????12.某反應堆堆芯由某反應堆堆芯由U235H2O和Al組成，各

4、元素所占體積比分別為組成，各元素所占體積比分別為0.0020.6和0.398，計算堆芯的總吸收截面，計算堆芯的總吸收截面(E=0.0253eV)。解：由18頁表13查得，0.0253eV時：(5)680.9aUb??由289頁附錄3查得，0.0253eV時：112()1.5()2.2aaAlmHOm??????()238.03MU?33()19.0510Ukgm???可得天然U核子數(shù)密度283()1000()()4.8210()ANUU

5、NMUm?????則純U235的宏觀吸收截面：1(5)(5)(5)4.82680.93279.2()aaUNUUm????????總的宏觀吸收截面：120.002(5)0.6()0.398()8.4()aaaaUHOAlm?????????13、求熱中子（、求熱中子（0.025電子伏）在輕水、重水、和鎘中運動時，被吸收前平均遭受的散射碰撞次數(shù)。電子伏）在輕水、重水、和鎘中運動時，被吸收前平均遭受的散射碰撞次數(shù)。解：設碰撞次數(shù)為解：設碰撞

6、次數(shù)為tasasassannt????????????15666.01032??OHt13600001.06.132??ODt31086.224507????Cdt8、某反應堆在額定功率、某反應堆在額定功率500兆瓦下運行了兆瓦下運行了31天后停堆，設每次裂變產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物的放射性活度為天后停堆，設每次裂變產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物的放射性活度為1.081016t1.2居里。此處居里。此處t為裂變后的時間，單位為天，試估算停堆為裂變后的時間，單位為

7、天，試估算停堆24小時堆內裂變產(chǎn)物的居里數(shù)小時堆內裂變產(chǎn)物的居里數(shù)解：解：19設核燃料中鈾設核燃料中鈾235的濃縮度為的濃縮度為3.2%（重量）（重量），試求鈾，試求鈾235與鈾與鈾238的核子數(shù)之比。的核子數(shù)之比。110.為使鈾的η＝為使鈾的η＝1.7，試求鈾中，試求鈾中U235富集度應為多少富集度應為多少(E=0.0253eV)。解：由18頁表13查得，0.0253eV時：(5)680.9(5)583.5(8)2.7afaUbUbU

8、b??????(5)2.416vU?由定義易得：(5)(5)(5)(5)(5)(5)(8)(8)ffaaavUvUNUUNUUNUU??????????(5)(5)(5)(8)((5))(8)faavUUNUNUUU???????為使鈾的η＝1.7，(5)2.416583.5(8)(680.9)54.9(5)2.71.7NUNUNU????富集11.、為了得到、為了得到1千瓦時的能量，需要使多少鈾千瓦時的能量，需要使多少鈾235裂變裂變

9、解：設單次裂變產(chǎn)生能量解：設單次裂變產(chǎn)生能量200MeVU235裂變數(shù)：裂變數(shù)：U235質量：質量：112反應堆的電功率為反應堆的電功率為1000兆瓦，設電站的效率為兆瓦，設電站的效率為32%。問每秒有多少個鈾。問每秒有多少個鈾235發(fā)生裂變？問運行一年共需發(fā)生裂變？問運行一年共需消耗多少公斤易裂變物質？一座相同功率煤電廠在同樣時間需要多少燃料？已知標準煤的燃燒熱為消耗多少公斤易裂變物質？一座相同功率煤電廠在同樣時間需要多少燃料？已知標

10、準煤的燃燒熱為Q=29兆焦兆焦公斤。斤。JEday360024105006????2419661961035.1106.11020036002410500106.110200???????????????daydayEnCidttA83112.116241062.31008.11035.1?????????0324.0)]1032.01(9874.01[)]11(9874.01[115??????????c0335.00324.0103