核工程原理考试_年堆物理期中测验答案_清华大学.doc

核工程原理考试_年堆物理期中测验答案_清华大学

2008年核工程原理期中测验

姓名:班级:学号:

第一部分:基本概念和简单计算题(,,分)

,(核反应率密度的计算公式是,,______________________________________。(1分)答案:。,,

,,(计算某能量范围内的中子核反应平均截面时，计算公式是:,________________，即用________________作为权重函数，目的是使__________等效。(,分)

,,()()EEdE,,E,,答案:;中子通量密度(或中子能谱);反应率。

,()EdE,,E

,(热中子反应堆内的中子能谱大致可以分为三段，高能段可以用_________谱来近似;低能段可以用__________谱来近似;中能段大致上是_______谱，但在__________处会有所偏离。(,分)

答案:裂变;麦克斯韦;费米(或,,,);共振能量。

,(当温度升高时共振峰展宽、变矮的现象称为__________效应。(1分)答案:多普勒。

,(有效共振积分采用的2种近似为:________近似和________近似。(2分)答案:宽共振(或，,,,);窄共振(或,,)。

,(描述慢化剂性能的两个常用参数是慢化能力和慢化比。慢化能力的定义是_________,慢化比的定义是_________,。常用的三种慢化剂(轻水，重水，石墨)中，______的慢化能力最强，______的慢化比最大。(,分)

答案:;;轻水;重水。,,,/,,ssa

,(反应堆的临界条件是___________.热中子反应堆的六因子公式是_________。(2分)答案:k,1;kpf,,,,,。effeffsd

,(菲克定律在下列哪些情况下一定不适用,____________(,分)

(1)强吸收介质中(,)靠近自由表面处(,)两种不同介质的交界面上答案:(1)(2)这一条不要

,(天然铀中99%以上是铀238，那么用纯铀238可以做成临界反应堆(热堆或快堆)吗,为什么,(8分)

答案:纯铀238不可以做成热堆，因为铀238的裂变阈能远高于热中子能量;纯铀238也不可以做成快堆，因为铀,,,对快中子的非弹性散射截面远大于裂变截面，快中子易被慢化到裂变阈能以下。

,,(一公斤铀238在宇宙射线中子作用下每秒可以发生约6.3次裂变,试估计宇宙射线中的中子通量密度水平(宇宙射线中子的能量大约是,Mev，铀238对5Mev中子的裂变截面约为0.5b)。(8分)

m,,,,,,,,,,,,RVNVNN答案:裂变率，则通量为ffffAf总A8

RA6.3238，f8421,,。,,,,，4.9810ms2328,,10006.022100.510，，，，mNAf

,,(我国最近在新疆发现了储量为数万吨的特大铀矿(假设为,万吨)。根据国家规划，到2020年时，我国核发电能力将达到4千万KWe,.假设这些核电机组的热电转换效率都是33.3%,每年发电300天。试估计每年需要多少天然铀,上述大铀矿能为这些核电机组供应燃料多少年,(为简单起见,不考虑各种工艺过程中铀235的损失,也不考虑铀238转化成的钚239对发电的贡献)。已知铀235的俘获-裂变比为0.17，1.05克U235核完全裂变可释放1兆瓦日的能量。(8分)

答案:每年需要U235为

4410，MW7，，，，,，,3001.05/(10.17)4.4271044.27dgMWdgt，33.3%

44.27故每年需天然铀为，,6200t0.714%

4510，,8.06year新发现的大铀矿可供应燃料时间为。6200

,,(Aneutronofenergy50kevcollideswithanatomofC-12,whichisatrest.Calculate:

(a)Theminimumneutronenergyafterimpact.

(b)Theaverageneutronenergyafterimpact.(8分)

22A,111,,答案:(a);,EEEkeV,,,，,5035.80min,,2A，113,,

2211121，，，,AEEEkeV,,,，,5042.90(b).(因为散射后中子能量在,到,E222(1)13A，

之间均匀分布，故平均值是最大值与最小值之和的一半)

,3(某平板介质的厚度a=200cm(含外推距离)，平板内的中子通量分布为

x,42，坐标原点在平板中央。其中,,,10/,ncmsDcm,0.8，在,,()cos()x,x,,00a

,,;,处，

，