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核反应堆物理基础1-3章梁潇核电1311班动力工程系第1章引言核反应堆：是一种能以可控方式实现自续链式裂变反应的装置，它由核燃料、冷却剂、慢化剂、结构材料和吸收剂等材料组成。核裂变反应堆分类：按用途分：生产堆、实验堆和动力堆按冷却剂或慢化剂分：轻水堆、重水堆、气冷堆和钠冷快堆按引起裂变反应的中子能量分：热中子堆、快中子堆核岛：由压力容器、蒸汽发生器、主泵、稳压器及有关阀门构成的系统称为一回路，是冷却器回路的压力边界。它们都被安置在安全壳内。第2章反应堆中的核反应1、中子核反应分类：中子核反应｛｛｛散射吸收弹性散射非弹性散射辐射俘获反应放出带电粒子反应裂变反应2、中子核反应截面与核反应率：穿过薄靶后中子强度的改变量；

：单位面积上的入射中子数neutrons/cm2；：单位面积的靶核数微观截面宏观截面单位体积内的原子核数N和微观截面σ的乘积。定义：宏观截面表示一个中子与单位体积内所有原子核发生某种核反应的几率；平均自由程中子在介质中运动时，与原子核连续两次相互作用之间穿行的平均距离叫做平均自由程，用λ表示相应的有散射平均自由程吸收平均自由程核反应率单位时间内中子与单位体积内的原子核发生反应的总次数（统计平均值）定义：（次/米3·秒）n为单位体积内的中子数，也称中子密度；v为中子速率，Σ为宏观截面。核反应率是反应堆物理分析中常用到一个重要的物理量3、截面随中子能量的变化率共振吸收靶核静止

靶核作热运动

多普勒展宽使共振峰的宽度展宽而共振峰的峰值降低，这种现象称为多普勒效应。该效应的结果是使中子的吸收增加，且多普勒效应是瞬发效应，即只要燃料温度一发生变化，该效应马上就起作用，因此，燃料的多普勒效应对反应堆的安全有重要作用。4、核裂变堆芯任一点r处的功率密度或释热率一天消耗的核燃料千克/日第3章中子扩散、慢化与反应堆临界理论单群扩散连续性方程:反应堆功率运行中，中子源最初来自于裂变，所以S与Φ有一定的比例关系(如S可以表示成S＝ν∑fΦ)，扩散方程最终可写成如下的简单形式：ΔΦ＋B2Φ=0

B2称为材料曲率。求解通量随空间的变化归结为求解上述二阶偏微分扩散方程。上述扩散方程(扩散近似)成立的条件：散射各向同性，介质均匀，吸收较弱，距离边界较远。慢化能力与慢化比:反应堆中中子能量变化的尺度很大，裂变中子到热化中子能量相差约8个量级。因此可以把能量尺度进行数学变换，定义“勒”这一变量：u=ln(Eo/E)。则碰撞后的能量损失对应的是“勒”的增加。一次碰撞后的平均勒增量(即平均对数能量缩减)称之为ξ：

ξ≈1+αlnα/(1－α)

ξ∑s称为慢化剂的慢化能力，ξ∑s/∑a

称为慢化比。

慢化能力与慢化比:

中子慢化能谱:热中子反应堆中，大量的中子参与了慢化过程。我们关心的是，处在不同能量值上的中子数目有多少，或中子数目随能量的变化，即“中子能谱”。反应堆临界的概念：反应堆最重要的就是要能够维持连续稳定的运行，即维持连续稳定的链式核裂变反应。这

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