反应堆物理分析作业ppt课件

1、1.两个体积功率密度一样的超热堆两个体积功率密度一样的超热堆超热超热=1019中子中子/米米2秒；秒；Xe超超=10靶恩和热中子反响堆靶恩和热中子反响堆 =51017中子中子/米米2秒，秒， Xe热热=3105靶恩中氙靶恩中氙平衡浓度之比值？平衡浓度之比值？解：解：平衡氙浓度：平衡氙浓度：XeaXefXeN)(假设对于超热对和热堆假假设对于超热对和热堆假设单次裂变平均能量相等设单次裂变平均能量相等假设假设裂变产额与中子能量无关假设假设裂变产额与中子能量无关两个堆两个堆的裂变的裂变反响率反响率相等相等两个堆两个堆相等相等超热超热热热热超热XeXeXeXeXeXeNN)()(2.试求：当反响堆的功

2、率添加时，碘和氙的平衡浓度之间试求：当反响堆的功率添加时，碘和氙的平衡浓度之间的关系如何变化？的关系如何变化？I-和和Xe-的产生和消逝的产生和消逝解：解：由图可知，在碘到达平衡时，有：由图可知，在碘到达平衡时，有：)(IIfIN瞬间增大瞬间增大，令，令= + 增大通量密度瞬增大通量密度瞬间碘的产生率：间碘的产生率：fIfIfI)(fIIIIfIIINN)()(增大通量密度瞬增大通量密度瞬间碘的消逝率：间碘的消逝率：231利用利用1的等式关系，并比较的等式关系，并比较2、3两式两式定性分析：定性分析：2、3两式的差别在于：两式的差别在于：fIfII由由 引致的产生率：引致的产生率：由由 引致的

3、消逝率率：引致的消逝率率：I是碘的衰变是碘的衰变常量，表示衰常量，表示衰变概率，恒小变概率，恒小于于1fIIfI在开场阶段在开场阶段I-的浓度是净增长的！的浓度是净增长的！456fIIIIfIIINN)()(增大通量密度瞬增大通量密度瞬间碘的消逝率：间碘的消逝率：由中子通量密度增大，导致的由中子通量密度增大，导致的I-增量对于增量对于t时辰碘衰变的率的时辰碘衰变的率的奉献奉献在阅历时间在阅历时间t后，消逝后，消逝率为：率为：nitninfIIIIIentN0)(7平衡碘消逝项平衡碘消逝项nitninfIIIIIentN0)(在阅历时间在阅历时间t后，消逝后，消逝率为：率为：再次与再次与2式进展

4、比较式进展比较阅历时间阅历时间t后，假设：后，假设：阅历时间阅历时间t后，再次到达后，再次到达I-平衡平衡2式式=7式式对于对于Xe-的定性分析，是可以采用与的定性分析，是可以采用与I-同样的方法的，同样的方法的，分别从产生和消逝的角度，关键是找到引发突破平衡分别从产生和消逝的角度，关键是找到引发突破平衡的要素。不再赘述。的要素。不再赘述。定量分析：定量分析：fIIIItNdttdN)()(I-浓度随时间变化：浓度随时间变化：)()()()(tNtNdttdNXeXeaXeIfIXeXeXe-浓度随时间变化：浓度随时间变化：910先解出方程先解出方程9，代入，代入10，求解，求解*留意初始条件

5、：留意初始条件：NI(0)=NI();NXe(0)=NXe()忽然提升功率时忽然提升功率时I-和和Xe-的浓度变化曲线的浓度变化曲线12.试证明在恒定中子通量密度试证明在恒定中子通量密度0下运转的反响堆，停堆以下运转的反响堆，停堆以后出现最大氙后出现最大氙-值的时间为值的时间为tmax为为IXeaXeXeaXeIt00max11ln1解：解： 停堆后氙平衡被突破，氙浓度变化为：停堆后氙平衡被突破，氙浓度变化为：)exp()exp()exp()()(000ttttNIXeXeIfIXeXeXeafXeIXe对上式求导，令导函数为零对上式求导，令导函数为零,求最大氙浓度时间求最大氙浓度时间对上式求

6、导，令对上式求导，令t=0，可以求出停堆瞬间氙的变化率。结论是：，可以求出停堆瞬间氙的变化率。结论是：当当02.761015中子中子/米米2秒时会出现停堆瞬间氙浓度添加，秒时会出现停堆瞬间氙浓度添加，对于大型核动力反响堆通常在功率工况下对于大型核动力反响堆通常在功率工况下02.761015中中子子/米米2秒秒.)()()exp(0220XeaXeIXeXeIXeXeaIIXeIIXeIt经整理，得：经整理，得：右边分式上下同除以右边分式上下同除以XeIIIXeaIXeIIXeIXeXeaXeIt02201)exp(I=2.8710-5；Xe=2.0910-51IXeaXeXeaXeIt0011

7、)exp(IXeaXeXeaXeIt0011ln115.一座反响堆在一座反响堆在1018中子中子/米米2秒热中子通量密度下运转了秒热中子通量密度下运转了很长时间，然后完全停堆。试问氙浓度升到最大值将需求多很长时间，然后完全停堆。试问氙浓度升到最大值将需求多长时间？此时氙中毒的数值为多少？设长时间？此时氙中毒的数值为多少？设f/a=0.6解：解：利用上一题的结论，最大氙浓度时间为：利用上一题的结论，最大氙浓度时间为：IXeaXeXeaXeIt00max11ln1代入：代入：I=2.8710-5；Xe=2.0910-50=1018；aXe=3510-28得：得：tmax=4.066104s11.3h将解得的将解得的t代入方程：代入方程：)exp()exp()exp()()(000ttttNIXeXeIfIXeXeXeafXeIXe可求得最大氙浓度可求得最大氙浓度NXemax最大氙毒