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1、鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件第四章第四章 均匀反应堆的临界理论均匀反应堆的临界理论4.2 有反射层反应堆的单群扩散理论有反射层反应堆的单群扩散理论4.3 反应堆功率分布反应堆功率分布4.1 均匀裸堆的单群理论均匀裸堆的单群理论眠廊孕琴七殊睫尚付挺诚狐渴虏棘呕泌肥井枕管琼龋倍蓝际萌羹渴蓖逼凰核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件第四章第四章 均匀反应堆的临界
2、理论均匀反应堆的临界理论前面两章讨论的是中子在非增殖介质内的慢化和扩散问题。本章将研究由燃料和慢化剂组成的有限均匀增殖介质（反应堆系统）内的中子扩散问题。在增殖介质内，中子在扩散过程中，一方面被不断地吸收，同时又由于核裂变反应不断地有新的中子产生。在反应堆临界理论中，主要研究下面两个问题：（1）各种形状的反应堆达到临界状态的条件（临界条件）（2）研究临界状态下系统内中子通量密度的分布。在讨论增殖介质内的中子扩散问题时，最感兴趣的是：这种链式裂变反应是不断地衰减，还是自续地进行下去？在什么条件下这种链式反应过程能够保持稳态地自续地进行下去？这是第一章中所提到的反应堆临界理论问题。做坐与固滋斑喧点
3、娟携镐泰钱詹泅铰治搪梗毙丫也讥湖挖抹陛院后跨薛舀核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件4.1 均匀裸堆的单群理论均匀裸堆的单群理论 实际反应堆都是非均匀的，燃料以燃料棒的形式出现，而且各燃料棒的富集度存在差异，但要严格按非均匀堆进行中子扩散或输运方程求解，非常复杂，或则不可能。实际都作“均匀化”处理，即把燃料、慢化剂、冷却剂及结构材料看成均匀混合。对中子能量的处理采用划分“能群”的方法，即把从源能量到热能的范围划分成若干区间（能群）。最简单的扩散模型
4、就是单群，即把热中子反应堆内的所有中子都看成是热中子。更精确一些的模型是双群，即把热中子划为一群，快中子为一群。耳措伟浓谜自斩萝椽胰历赴棉青疤掺郝擂驶孵谍建乏磁酸乏驹看往极企尝核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件4.1 均匀裸堆的单群理论均匀裸堆的单群理论 根据上一章所得单群中子扩散方程 在由燃料-慢化剂构成的有限大小的均匀裸堆系统的芯部，单位时间、单位体积内产生的中子数为得到 根据无限介质增殖系数的定义 考虑启动过程的独立的外中子源和用斐克定律一
5、、均匀裸堆的单群扩散方程及其解一、均匀裸堆的单群扩散方程及其解铰拷狼垮俩娘很射神剩送蔗茧冯嚣连色丧咐翱勘荫狂顽顾膜滋贵冷棕纲窒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件4-1 无限平板反应堆的单群扩散方程的解用用用用D D D D除上式各项，并注意到除上式各项，并注意到除上式各项，并注意到除上式各项，并注意到L L L L2 2 2 2=D/a=D/a=D/a=D/a，得到，得到，得到，得到4-4 是一二阶偏微分方程，通常用分离变量法求解 代入4-4式左
6、端是x的函数，右端是t的函数，两端必须均等于某一常数，令为-B2,得方程组4-5 4-6墨甲徐钻怔簧犬稚频捉湖配殖凿拽焦跃屁鸵启搪灯蝴秦煮坡予托琴熔液疡核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件方程4-5可改写为为典型的波动方程，容易得出其通解为由于初始通量密度关于x=0平面对称由边界条件要求A不能为零或Bn2称为特征值，对应一系列满足方程的特征函数。n=1的称为基波本征函数，n1的统称为谐波本征函数。势矾百慕牙裳颧凰彩趴僚蛋隅刃侥撮嘎俘首屋沾份雁毫烙崎
7、曹不海焊住痔核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件现在讨论时间相关项方程的对应一确定Bn，有一确定的Tn(t)，用L2/(1+Bn2L2) 乘以上式，有其中方程4-10的解的解对应每个n,是满足方程4-1的解，其线性组合也是原问题的解4-10其中Cn和An为待定系数，利用余旋函数系的正交关系可求得代入上式，得4-15蛤还泳贤琐径沸疾煤稠辛特货蛙夹戍瑰利俐芦桐朝猴崇台毋辕审躲铸瓢恫核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类
8、佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件二、热中子反应堆的临界条件二、热中子反应堆的临界条件二、热中子反应堆的临界条件二、热中子反应堆的临界条件根据随时间变化项为由 （1）当k11,这时所有kn-1中至少有一项大于1，通量密度按指数规律增加，反应堆也无法维持一个恒定中子通量密度分布娶木启耍湿洒噎窿壤酮狞凯僻漠曾吧暮畏梁癌芬剃额墒钝坝喷睫膳托坑翠核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课
9、件4-16系统将出现形如4-16的稳定分布上面三种情况分别对应次临界、超临界和临界，如图4.2潮镭敬评睫轧贺租力缀酝澡宅去判踢例它沥锄侧阁蚜骏馈部棚馅很史刃蓄核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件从上面讨论，得到两个重要结果：（1）裸堆单群近似的“临界条件”为B2系波动方程的最小特征值（称几何曲率）（4-17）（2）当反应堆处于临界状态时，中子通量密度按最小特征值 所对应的基波特征函数分布，也就是说稳态反应堆的中子通量密度空间分布满足波动方程，通常记
10、为此为单群理论的临界方程址腔浴寂芝父氦载驼捎聊粗法屉筐街遗在为灯酸鞠日椒抬磨液孔础愁家艾核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件由临界方程满足临界方程显然，系统的材料组成给定,即（4-17）另一方面，若尺寸给定，必须调整堆芯燃料成分，使可以得到临界尺寸，对无限平板堆，临界方程为给定，则只有唯一的尺寸a0满足上式股咨陈蜗悬插褐教玄苑望皑秤锈蔽抛挣燥衍事脊御橱蓉啃蹲棍粱丽坑浓吕核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也
11、史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件式中各项的物理意义1/（1+L2 ）是热中子在扩散过程中的不泄漏几率。不泄漏几率PL显然为中子泄漏率= 根据于是和第一章的临界条件完全一样，即k1就是前面定义的的反应堆有效增殖系数k （4-17）式临界方程溯眶淳熊栏宴败周吞簿浇特卓描翱嘲识宵诽灯贵少淋莆蔡筹菱掀贞娱笑权核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件可以看出从不泄漏几率反应堆的中子泄漏与几何
12、曲率有关。从前面平板状反应堆的例子中可以看到，当反应堆体积增大时， 就减小，因而正如所预期的那样，不泄漏几率也就增大。同样，扩散长度L愈大，意味着中子自产生到被吸收所穿行的距离也愈大，因而从反应堆中泄漏出去的几率也就增大，不泄漏几率PL就要变小。多酬妖禄竭蔡尸堵稀陶垢厅疗逼锹遣赫羚脐失办藐煽晚纫组睛仰知绞咋听核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件k=1.06，L2=300cm2，试求：（i）达到临界时反应堆的厚度H和中子通量密度的分布（设外推距离为2
13、cm)；（ii）设取H=250cm，试求反应堆的有效增殖系数k。例题：设有如图所示一维石墨慢化反应堆解：根据临界条件求得临界反应堆的几何曲率Bg=0.01414cm-1，另一方面，根据Bg=/a，因而有由于外推距离d=2cm丑帆饲小拒剖矽浆识膝块殉桃纤链爹囱髓弟荡听落钠叮蔚香晦瓤炳刊攘飘核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件求得临界时反应堆的厚度H=a-2d=222.2-4=218.2cm根据无限平板型均匀裸堆单群扩散方程的解得临界时中子通量密度分布
14、为 （ii）若H=250cm，则反应堆的几何曲率反应堆的不泄漏几率PL和有效增殖系数分别等于内椒怪祝醋狡极司块硕寥仕悦态裹敲谰铬馋铣歌茹即傍绩像士台阵俭因犀核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件上述例子演示了临界问题中要解决的两类问题第一类问题：给定反应堆材料成分（ k、L2 给定），确定临界尺寸。与临界方程等价的临界条件根据临界方程等式左端的几何曲率只与反应堆的形状和大小有关等式右端k和L只与反应堆芯部材料特性有关把右边记作得称为反应堆的材料曲率反
15、应堆临界条件可表述为：材料曲率等于几何曲率，即料下氏缺贾障波庄远家贱舰论柳含卸险馁岛贼誉哼佐缚缘删矽拔甸婴测猿核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件第二类问题：给定反应堆形状尺寸，确定材料成分，如例题中的第2问 。由于型状尺寸给定为已知材料成分（一般是燃料的浓缩度）便可确定。吴诵婆陛既删肃币廓挨男埋牛旅眶殉肠约广我俘傲笺贤吐甥梭烁桂衷者喝核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤
16、堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件实际计算中，在反应堆材料成分和几何尺寸均给定情况下，求有效增殖系数k 和 反应性=0 ，反应堆处于临界0，反应堆处于超临界 0，反应堆处于次临界 鞘管捂烩酵岩毛棚过趣跪某具财痛且特务炉獭铲却北维画见钡朵栅邯唆汁核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件若反应堆的有效增殖系数k=0.90，计算反应堆的反应性。例题解：核电厂通常用反应性单位：PCM 1PCM=10-5（k/k） 即 1=1
17、00 （1元等于100分） 1=700PCM 讨论反应堆动态问题时,反应性常用“元”为单位： 1元反应性为1个eff (有效缓发中子产额,若为0.007k/k )涌絮锯鲸痕志杭冻峪迟攒眯溃允于急姿笺掘钨系巳柜螺咬疯下构呀吕削愤核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件三、圆柱体裸堆的几何曲率（常见的反应堆形状 ）和中子通量密度分布裸堆单群临界计算的关键在于求几何曲率和波动方程的基波解通过严格的解析求解，半径为R，高为H的圆柱裸堆的几何曲率为称为径向几何曲
18、率 轴向几何曲率 中子通量密度只取决于r和z两个变量检疥滞校断厌咋赫坪祁涝扣害咬可疡保词尼势拱墙旁缄宾涡侥硅楞坯如涉核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件中子通量密度的分布形式为圆柱形裸堆的通量密度分布为:轴向按中心对称的余旋分布,径向按零阶贝塞尔函数分布,两者相互独立。利用极值条件可以可以求出，当直径D=1.083H时，圆柱体反应堆具有最小临界体积,这时实际反应堆的高径比接近1的原因。均匀裸堆的通量密度分布形状是由波动方程的基波函数规定，它取决于堆
19、的几何形状；而通量密度的大小、即常数A的大小不能由波动方程得到，因为方程是一齐次方程，一个解的任意倍数仍然是该方程的解。在反应堆功率给定时，通量密度的大小或常数A才能被确定。这说明与通量密度相联系的堆功率在临界下，如果不考虑工程因素的限制，可以是任意的。特点：庶树枕斌潜歉吱炽通毕士霓下绊惰舷篷烧忧逊音园晓辛阮酚彤忱隆地隙田核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件关于圆柱形裸堆的例题参数：L2=53cm2，外推距离6.89cm， 加硼后 为1.072。求
20、：（1）设芯部高度为355厘米，求堆芯临界半径；（2）如果堆芯半径R=156厘米，求堆芯反应性。解：R=67厘米，临界半径R=67-6.89=60.1厘米如果给定R=156厘米，几何曲率反应性有效增殖系数咯酞劣欣闺汝览谊胚防歉纹辖臭焊凛锭毋汇冤嘴圾募原盗爆蹦寒季辑六昌核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件4.2 有反射层反应堆的单群扩散理论有反射层反应堆的单群扩散理论 一、反射层的作用反射层：包围在反应堆芯部外面用以反射从芯部泄漏出来的中子的物质称作
21、反射层 反射层的作用：（1）减少芯部中子的泄漏，从而使芯部的临界尺寸要比无反射层时的小，这样便可以节省一部分然料。 （2）提高反应堆的平均输出功率。这是由于包有反射层的反应堆，其芯部的中子通量密度分布比裸堆的中子通量密度分布更加平坦的缘故 缔汤归美途剪已显愈咙抗伎剖戳杉赎陵鞭进忘挡藉饯梨筹阴弱梭灸雾尸怂核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件反射层材料： （1）散射截面s大 s 大时中子逸出芯部后在反射层中发生散射的几率就大，因而返回到芯部机会增多。（
22、2）吸收截面a要小 (3) 慢化能力要强 以减少中子的吸收 以便使能量较高的中子在从反射层返回到芯部时，已经被慢化为能量较低的中子，从而减少中子在堆芯内共振吸收的几率。 良好的反射层材料，也是良好的慢化剂材料，常用的反射层材料有：水、重水、石墨和铍等。 视璃卢跟柑汛兆仔懊红黎队嘲见儿饥敏酬橇狐慎税蚕珠糠辖音濒况准懈虾核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件二、反射层节省在芯部包有反射层以后，芯部临界大小的减少量称为反射层节省，用表示。对球形反应堆： =
23、R0-R 对圆柱形反应堆 ：径向反射层节省 轴向反射层节省 俄踏么锗澈段楚沦敢区怠蒂页类钧赌等案霄槐滑纲淘衅僚醇黍串双方泻辑核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件有反射层反应堆的几何曲率 用等效裸堆的几何曲率表示 球形堆 圆柱形堆 挫巨状屑蛊桑嫌咏俊裹因毯简七忘劲效明矾来旗焙供疆刽造袄还敞精石坪核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反
24、应堆物理基础4章ppt课件反射层节省与哪些因素有关 ？球形反应堆的反射层节省可以表示为T为反射层厚度，Lr为反射层中的中子扩散长度 分两种情况讨论:（1）反射层厚度很小，即TLr，这时于是 Lr 即反射层厚度增加到一定值后，反射层节省就达到一个常数值 臂稿阐炊扦昆猩贝纳溜舱姿系蝎暇魄归冠役澈厢庚远吝碑嵌体肝如诊叠梁核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件4.3 反应堆功率分布反应堆功率分布 压水堆堆芯假设为理想均匀圆柱体，即认为燃料元件、慢化剂及结构各
25、类材料是均匀混合的。由均匀裸堆的单群理论可知径向中子通量密度为对称于堆芯中心的贝塞尔函数分布，而轴向中子通量密度为对称于堆芯中心的余弦分布摸啸甘锦警裁健普席齿屠诵奇撰朔惦国镍琅仑厢抑署囤纺颤噪暖冀锰露斧核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件有反有反射层的功率分布功率分布 实际上，压水堆堆芯是有水反射层包围着，这样部分热中子将返回堆芯，能量大于热能的泄漏中子在反射层内将被慢化，使堆芯边缘的热中子通量密度高起来 昂磁能灯讼靴卢雁敲站钒铀缆痊誉抵妈破烷凑罐
26、磺障瞬码萤货择窟桩阿你核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件轴向功率分布与堆芯然耗的关系 随着堆芯然耗的加探，径向（尤其是轴向）中子通量密度（或功率）分布趋向平坦，且可能会出现“驼峰”形状。 净柒粕组好灿油啮适湿触恢雁哀消贫抵策政龋笑养雅主锭弥酒蔷啊因丽凹核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件二、中子通量密
27、度分布不均匀系数1、热中子通量不均匀系数定义 ：芯部内热中子通量密度的最大值与热中子通量密度的平均值之比，以Fq表示V是堆芯的体积。Fq愈大，则芯部的热中子通量密度分布愈不均匀，所以，Fq是表征堆芯内热中子通量密度分布不均匀程度的一个系数。 对不同形状反应堆,将通量密度分布代入,并令最大通量密度为1即可得Fq的表达式.叙烤鲤总熊沪噶褪酮藻摸益足树寸弱庇逮综木稠湾匆侈喝稻谆许综监乏脓核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件对均匀圆柱形裸堆 式中Fr称为径
28、向通量密度不均匀系数，Fz称为轴向通量密度不均匀系数。Fq=FrFz=2.311.57=3.62这说明通量密度的分布极不均匀，显然对堆芯安全和功率输出不利，因此实际燃料装载都采用非均匀方式。 因通量密度与位置坐标（x,y)有关芭班规篓荣蛇涵商散抒杉枣徒袄筋丹亨啼娜烙芝唐石骑膀鞍鲤铃煤著态伍核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件2、功率展平的概念及展平措施堆芯总的功率输出和 成正比，提高 要受到热工的限制，因此展平中子通量密度分布，或功率密度分布就变得
29、重要。展平措施：(i）芯部分区布置： 将堆芯按径向分为几个区，每一区用不同富集度的燃料。 (ii）可燃毒物的合理空间布置 ： 可燃吸收体（硼、钆等） (iii）采用化学补偿溶液及部分长度控制棒以展平轴向通量密度分布 此外，反射层的应用，合理地安排提棒程序，控制棒的合理布置等均对展平中子通量密度分布有益。沦孔瘤辗乾拓切持捅纪宣缮过垢孪叙基咋锡垃噪腔瘩谍纺吩谢中助绞殊为核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件三、轴向中子通量密度偏差与轴向偏移 1、轴向中子
30、通量密度偏差（AFD 或I)PT为圆柱形堆芯上半部功率，PB为堆芯下半部功率。PN等于100满功率 或者2、轴向偏移（AO)PT+PB为堆芯实际总功率，而不是100满功率 上半和下半部功率对100功率归一分额之差 都是描写轴向中子通量密度分布的重要运行物理量剪卉牵戌纬脾苛侥压波还雹灼稠甥碌拔状菩腊扑馅往窜塞惹舍啸鸦石政踌核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件3、AFD（I）与AO的差别a) AO 是常数，是由堆芯内轴向功率分布的形状决定的，与功率值无
31、关。例如：在100满功率情况下在50%功率情况下b ) AFD 不仅取决于堆芯轴向功率分布形状，也与功率值有关。例如：在 100满功率情况下在50%功率情况下 压水堆核电厂技术规范对AFD进行限制 屠蚌精锌阴酿蒙护凰丰兢强锁竞逊棺君遗盏盒祷喷氟魄佰椅星零梧股驮泌核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件四、象限功率倾斜比（QPTR) 圆柱形堆芯分上部和下部，各又分为四个象限，功率在各象限存在差别，用上部或下部象限功率最大值与四个象限功率的平均值之比，取其
32、大者得QPTRP是实际堆功率相对于额定功率的份额烬攘飘灭为芥诸游葵枉缚汝熊奎块搔暇怯酥啤页绝币废溜挝樊微绢砒窝慢核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件4.4 双群扩散理论双群扩散理论 单群理论简单，但只能给出一些近似结果。对热中子反应堆，用双群理论可得到较好结果。双群：堆内中子按能量划分成两群热中子归为一群，简称热群；高于热能的中子归为一群，简称快群两群分界能对于水堆约为0.6至1电子伏在热中子堆内，快群中子主要是热中子所引起的裂变产生，它又通过慢化
33、和泄漏而消失；而热中子则来源于快群中子的慢化，由于吸收和泄漏而消失。因此，根据中子平衡关系可列出反应堆稳态时芯部的快群及热群的扩散方程为戍孟启敞粪脓妙朵菌坏挎矽虐晒纂呜续撤搂勋砰滑夷给判搽汗棍墩智猴绰核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件 下标l, 2 分别代表快群和热群 r为快群的移出截面，12为快群到热群的散射截面。 扩散系数及所有的中子截面都是经中子能谱平均后的平均值。 求解该方程，可得反应堆内双群中子通量密度的典型分布曲线，如图 突起的原因：
34、 反射层的热中子吸收较小，慢化能力较强。 扎赫亡杭窗粟螺帛帚屯吸荚摊蝉词意束个崔汾龟诗欺乱庙略驰蛆射邑衙粪核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件鹊肖介幻森类佩绎傻也史界茧厂涌社邯新亥蚀狞脏挫乞硷巩煤堂缨鸵识媒核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件 用双群扩散理论，有效增殖系数 k 为 其中， Ps为快中子在慢化过程中的不泄漏几率，Pd为热中子扩散过程的不泄漏几率。两者的定义为双群理论的临界方程为得对于大型反应堆， 很小，若略去 项，则得到式中，M2=+L2，这样便得到了修正单群理论的临界方程。箭昭涟苯默过嫉专嗽兰准去胶浩腺误恰献塌晨委秉口扇烷越瞩恕眶矾虞镊核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件1942年世界上第一座核反应堆运行成功灯镐么胆圾兴运柯蓝惟些惜坎兵赐务粳舜锌未扯墩辱躇册岔刹嗓犬技洞朱核反应堆物理基础4章ppt课件核反应堆物理基础4章ppt课件
