8核反应堆工程概论第八章
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第一章反应堆简介1. 反应堆概念核反应堆是利用易裂变物质使之发生可控自持链式裂变反应的一种装置。
2. 反应堆的用途生产堆:专门用于生产易裂变或聚变物质的反应堆实验堆:主要用于实验研究动力堆:用于动力或直接发电的反应堆3. 反应堆种类按慢化剂和冷却剂可分为:轻水堆、重水堆、石墨气冷堆和钠冷快堆等其中,动力堆的类型有压水堆(PWR)、沸水堆(BWR)、重水堆(HWR)、气冷堆(HTGR)、快中子增殖堆(LMFBR、GCFR)第二章核物理基础1. 原子与原子核92种天然元素和12种人工元素;原子核由质子和中子组成(H除外),质子和中子通称为核子,核子数即称质量数2. 原子核的组成及属性(电、质量、尺寸)原子核带正电,半径为121310~10cm--,其中质子带正电,质量为1u,中子不带电,质量为1u3. 同位素及核素的表示符号同位素是指质子数相同而中子数不同的元素,其化学性质相同,在元素周期表中占同一个位置,丰度。
例P有7种同位素,但每一种P均为一种核素。
核素的表示AZX。
4. 原子核的能级状态,激发态原子核内部的能量是量子化的,即非连续,可分为基态和激发态,激发态能级不稳定,易发生跃迁释放能量5. 原子核的稳定性,衰变与衰变规律一般而言,质子数和中子数大致相等时原子核是稳定的,而质子数与中子数差别很大时则原子核不稳定。
衰变:原子核自发地放射出α和β等粒子而发生的转变,常见的有β±衰变、α衰变、γ衰变等。
对单个原子核而言,衰变是不确定的;对大量同类原子核而言,衰变是按指数规律进行的,即0e tN Nλ-=6. Alpha 、Beta 、Gamma 衰变Alpha 衰变是指衰变过程中释放出α粒子(He 核,两个中子和两个质子组成)Beta 衰变是指衰变过程中原子核释放出电子(正/负),内部一质子变为中子Gamma 衰变是原子核从较高的激发态跃迁到较低的激发态或基态,释放出γ射线7. 衰变常数、半衰期、平均寿命一个原子核在某一小段时间间隔内发生衰变的几率即为衰变常数λ,其反应的是原子核本身特性,与外界条件无关。
核反应堆物理分析各章节重要知识点整理汇总资料第一章1、在反应堆内中子与原子的相互作用方式主要有:势散射、直接相互作用和复合核的形成。
其中复合核的形成是中子和原子相互作用的最重要方式。
2、复合核的衰变分解的方式有:共振弹性散射、共振非弹性散射、辐射俘获和核裂变,可以概括为散射和吸收。
3、共振现象:但入射中子的能量具有某些特定值,恰好使形成的复合核激发态接近于某个量子能级时,中子被靶核吸收而形成复合核的概率就显著增加,这种现象就叫作共振现象。
4、非弹性散射特点:只有当入射中子的动能高于靶核的第一激发态的能量时才能使靶核激发,也就是说,只有入射中子的能量高于某一数值时才能发生非弹性散射,由此可知,非弹性散射具有阈能的特点。
5、弹性散射特点:它可以分为共振弹性散射和势散射两种,区别在于前者经过复合核的形成过程,后者则没有。
在热中子反应堆内,对中子从高能慢化到低能的过程起主要作用的是弹性散射。
6、易裂变同位素:一些核素,如233U 、235U 、239Pu 和241Pu 等核素在各种能量的中子作用下均能发生裂变,并且在低能中子作用下发生裂变的可能性较大,通常把它们称为易裂变同位素。
7、可裂变同位素:同位素232Th 、238U 和240Pu 等只有在能量高于某一阈值的中子作用下才发生裂变,通常把它们称为可裂变同位素。
8、中子束强度I :在单位时间内,通过垂直于中子飞行方向的单位面积的中子数量,记为I 。
9、单位体积中的原子核数N :计算公式为AN N ρ0=0N :阿伏加德罗常数,取值为6.0221367*1023/molρ:材料密度A :该元素的原子量10、微观截面σ:微观截面是表示平均一个给定能量的入射中子与一个靶核发生作用的概率大小的一种度量,通常用“巴恩”(b )作为单位,1b=10-28m 2。
11、核反应下标:s--散射;a--吸收;γ--辐射俘获;f--裂变;t--总核反应 12、靶内平行中子束强度:Nx e I x I σ-=0)(13、宏观截面∑:宏观截面是一个中子与单位体积内所有原子核发生核反应的平均概率大小的一种度量,单位为m -1,公式为:σN =∑由几种元素组成的均匀混合物质的宏观截面x ∑:∑=∑ixi i x N σ14、富集度:某种元素在其同位素中的(原子)重量百分比。