核反应堆物理分析课程设计

1、一 题目 设计一个带有反射层的球形堆，芯部半径为 R，带有厚度为 T（包括外推距离）的反射层，根据含有反射层的单群扩散理论，解出在 T 取特定值时 R 的值，并定性说明 T 与 R 的关系。反应堆材料及参数如下 堆芯材料：二氧化铀和水，水铀比为 3.5 ，热中子年龄为 40 ×10-4m2 反射层材料：水二 设计内容1,带有反设层均匀裸堆的临界方程 2. 参数的选择 堆芯材料为二氧化铀和水,水铀比为 3.5，其中UO2的富集度为3.5%，二氧化铀密度为10.42×103 kg/m3，反射层中成分为水。热中子年龄为= 40 ×10-4m2。3. 计算步骤 已知UO2

2、的富集度为3.5%，密度为10.42×103 kg/m3中，设以C5表示富集铀内235U的核子数与铀（235U+238U)的核子数之比，则代入=3.5%，可得C5=,求得UO2的分子量为因而单位体积内UO2的分子数为单位体积内235U，238U和氧的原子核密度为又在0.0253ev时相关微观截面为 则可得到 已知水铀比为3.5，即VH20/VUO2=3.5，则 （1）在芯部中 散射平均自由程吸收平均自由程而输运平均自由程芯部的热扩散系数扩散长度徙动长度对于修正单群理论，当临界时即K=1，则 即（2） 在反射层中，即水中散射平均自由程输运平均自由程吸收平均自由程热扩散系数扩散长度则将以

3、上需要用到的系数进行单位换算，并统一后得 将其代入带有反设层均匀裸堆的临界方程得4. 编程求解 编写C语言程序来求解上述超越方程在特定T值下，R的值。#include<stdio.h>#include<math.h>void main()double DC=0.1658,BC=0.1270,DR=0.1429,LR=2.549; /赋初值double R,T,A,B;FILE *fp;/定义文件指针。fp=fopen("1.txt","w+");/创建并打开用于保存数据的文件for(T=1;T<50.1;T=T+0.1)/赋

4、予T的运行范围R=1;while(R<100)A=DC*(1-BC*R/tan(BC*R);B=DR*(1+R/LR/tanh(T/LR);if(fabs(A-B)<0.00001)/确定计算精度break;R=R+0.00001;/确定R的精度printf("当T=%f时，R=%fn",T,R,A,B);fprintf(fp,"%f,",T);fprintf(fp,"%fn",R);/在文件中保存R与T的值fclose(fp);/关闭文件运行结果：T=1.000000,R=48.373450T=2.000000,R=22

5、.814850T=3.000000,R=22.332730T=4.000000,R=22.083630T=5.000000,R=21.963170T=6.000000,R=21.906710T=7.000000,R=21.880630T=8.000000,R=21.868660T=9.000000,R=21.863180T=10.000000,R=21.860680T=11.000000,R=21.859540T=12.000000,R=21.859020T=13.000000,R=21.858780T=14.000000,R=21.858670T=15.000000,R=21.858630T

6、=16.000000,R=21.858600T=17.000000,R=21.858590T=18.000000,R=21.858590T=19.000000,R=21.858590T=20.000000,R=21.858580三.结论将输出数据用origin8绘图如下得： 在给定反应堆水铀比及UO2富集度的条件下，由临界方程得出了反应堆T和R的关系 。根据运行数据可见，随着反射层厚度T的增加，反应堆临界半径在减小。但是，当反射层增大到一定厚度后，临界半径接近常数，此时再增大反射层厚度，临界半径基本不变。四.参考文献1 谢仲生 核反应堆物理分析 西安交通大学出版社 原子能出版社 2004年7月第一版五.心得体会 在这次课程设计中我主要负责程序的编辑，并和另一名组员共同完成了文档的编辑。在编辑程序的时候，由于C语