秦山核电反映堆物理题库Word文档格式.docx

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试定性地说明燃料芯块的自屏效应。

中子在燃料中穿行必然距离时的吸收概率，可表示为：

P（a）=1-e-X/λ

其中λ为吸收平均自由程，X为中子穿行距离。

一样以为X＝5λ时，中子几乎都被吸收了[P（a）→1]。

关于压水堆，燃料用富集度为%的UO2，中子能量为，穿行距离在5λa=0.0315cm内被吸收的概率为%，因此很难有的中子能进入到燃料芯块中心，这种现象称为自屏效应。

6.　什么是过渡周期？

什么是渐近周期？

答案：

在零功率时，当阶跃输入－正反应性ρ0（ρ0<

β）后，反映堆功率的上升速度（或周期）是随ρ0输入后的时刻t而改变的（如下图）。

反映堆的周期（e倍或倍增）在达到稳固之前，周期值均在转变，这段的反映堆周期称为过渡周期（或称瞬态周期）。

过渡期的长短与输入的正反映性ρ0有关，一样约为1－2倍的渐近周期值。

达到稳固以后的反映堆周期称为渐近周期（或称稳固周期）。

一样所称反映堆周期指的是渐近周期。

简述操纵棒设计的大体原那么。

控制棒设计的基本原则应是：

安全可靠、机动灵活及不对堆内功率分布产生过大的扰动。

操纵棒应有足够大的总价值，能靠得住地达到紧急停堆的要求，专门是在“卡棒”条件下，即有一束最大价值的操纵棒“卡”在堆顶不下落的条件下，也能实现平安停堆。

机动灵活的原那么，微分价值不能过小，以快速操纵功率的意外波动。

微分价值也不能太大，不然会给弹棒事故带来严峻后果。

操纵棒都采纳数量多、尺寸小的设计原那么，是为了减少操纵棒移动对堆芯功率散布的阻碍。

8.简单分析慢化剂平均温度Tavg对操纵棒价值的阻碍。

慢化剂平均温度对棒价值有重要影响，当慢化剂温度升高（也即功率升高时）时，其密度降低了，中子在慢化剂中平均穿行距离变大了，这样中子被控制棒吸收的几率变大了，也即控制棒的作用范围变大了，这意味着慢化剂温度升高，棒的价值变大了。

9.试分析说明堆芯燃耗对操纵棒价值的阻碍。

在同一功率水平运行下，堆芯燃耗的加深，裂变产物（其中主要是中子毒物）积累量随燃耗的增长，也能使控制棒价值增大。

这主要是因为裂变产物强烈地吸收热中子，使堆内中子谱硬化，超热中子增多，而Ag-In-Cd操纵棒又有很强的超热中子吸收能力的缘故。

10.　何谓“卡棒”原那么？

制定“卡棒”准那么有什么作用？

反应堆运行在任何工况下，当一束反应性价值最大的控制棒卡住在堆芯顶部不能下插，此时也能实现反应堆热态停堆的设计准则。

这是一个留有保险裕度的平安准那么，而且能保证在停堆后提出任何一束操纵棒进行实验或检修时的核平安。

11.　简述操纵棒滑步对堆功率及散布的阻碍。

由于控制棒向下滑步是引入负反应性，从而使堆功率下降，因此对堆的安全不会造成严重后果。

但单束棒的滑步（极限情况是下降到底而无法提升）会产生象限功率倾斜，增大堆芯功率不利因子，若堆功率仍然维持在满功率运行，则必然增大潜在的核安全风险，详见落棒事故分析报告。

12.　简述操纵棒失控提升对堆功率及散布的阻碍。

控制棒失控提升将逐步累积地增加正反应性，导致反应堆功率急剧增加，如不能有效地实现紧急停堆，将使堆芯发生DNB，引发燃料元件破损，因此这是一种严峻的事故工况。

由于单束棒的失控持续提升，堆芯产生严峻的功率倾斜。

在提升棒位置形成专门大的局部中子通量峰，这又继续加大局部燃料元件烧毁的可能性。

13.　给出象限功率倾斜比的概念。

这是根据通量测量确定的一个无量纲量。

它们是从4个功率探测器每6段功率放大器的输出信号（已标定的输出）所得出的量，其目的是随时给出堆芯象限功率倾斜的程度。

象限功率倾斜比QPTR概念为：

象限功率倾斜比是功率量程电离室上半部或下半部的最大测量值与上半部或下半部平均值之比中较大的那个比值。

14.　当确信象限功率倾斜比在－之间时，运行时采取的大体方法是什么？

当反映堆功率>

50％运行时：

在达到以下情形之一以前，至少每小时计算一次象限功率倾斜比：

a象限功率倾斜比降低到其限值范围办，或

b热功率降低到50%额定热功率经下。

须在2小时内做到下面二条之一：

a使象限功率倾斜比降低到其限值内，或

b关于所指示的象限功率倾斜比，超过的每1％须至少降低3％额定热功率，同时类似地须在尔后4小时内降低功率量程中子通量停堆爱惜高定值。

超过限值后的24小时内验证象限功率倾斜比是不是在其限值范围内，不然在尔后的2小时内把反映堆功率降低到50％额定热功率以下，同时把停堆爱惜的功率量程中子通量高定值在尔后4小时内降低到55%额定热功率的定值。

在提升功率前须查明缘故。

在进行50%额定热功率以上功率运行时，须通过在此功率水平下对象限功率下对象限功率倾斜比进行每小时1次共12小时的验证，证明象限功率倾斜比在正常值内；

或直到验证了95%或以上的额定功率下倾斜比是可同意的。

15.　说明上题中采取大体方法的理由是什么？

由于径向功率倾斜的增加，即径向功率不均匀因子（FTQ）增加，必将致使总的不均匀因子的增加（FTQ）。

依照估算，径向功率倾斜比上升1%，那么总的不均匀因子（FTQ）增加3%。

为了保证最大线功率密度不超过限值，因此当径向功率倾斜比为－时，功率降至70%的额定功率是能保证平安的。

限定运行时刻的理由有二：

留有必然的时刻供运行人员对显示的周向功率倾斜比作进一步检查和校核，以排除测量仪器、仪表及测量系统的故障，确认原显示值是正确的。

避免发生各燃料组件燃耗过大的不均匀性，以避免局部燃料元件燃耗过大而破损。

16.　何谓操纵棒的反映性价值？

操纵棒价值的大小与什么成正比？

控制棒的反应性价值，简称控制棒价值，是指在堆芯内有控制棒存在时和没有控制棒存在时的反应性之差。

操纵棒在其结构确信以后即操纵棒大小，形状和材料决定以后，其反映性价值与操纵棒所在位置的中子价值成正比，也即与所在位置的中子通量密度的平方成正比。

以Keff的六因子公式（即Keff=η·

ε·

ρ·

f·

Pth·

Pf）为基础，简要分析操纵棒对Keff的阻碍。

泄漏概率（Pth、Pf）。

热中子利用系数表示式为f=

，可见插入操纵棒后ΣRa将增大，致使f增大，从而使Keff减小，这是要紧阻碍。

式中ΣUa、ΣMa、ΣRa、ΣPa别离表示燃料、慢化剂（包括可溶硼）、操纵棒、及裂变产物对热中子的吸收，操纵棒中的Cd是强的热中子吸收剂。

由于操纵棒是强中子吸收体，因此它对逃脱共振吸收概率P有明显的阻碍。

依照P的概念可知，若是超热吸收强烈，那么经慢化而能达到热能区的中子数就小了，故操纵棒的插入使P值减小，从而Keff下降。

两群扩散近似的中子不泄漏概率表示式为：

P=Pth·

Pf=

当操纵棒插入堆芯时，中子年龄变大，堆的几何曲率B2也变大，致使Pf变小。

同时操纵棒插入后增加了对热中子的吸收，相当于增加了热中子的泄漏，因此Pth也减小，总的来讲，操纵棒的插入使中子的不泄漏概率P=Pth·

Pf减小。

这是次要的。

17.何谓操纵棒组的微分价值和积分价值？

它们应如何估算？

操纵棒微分价值是指操纵棒每移动一步所引入的反映性转变。

其单位经常使用pcm/step。

显然这是个微分量，计算式为DRW=

，通常假定该高度周围，棒的微分价值不随高度而变，那么可用移动的步数除移动后所引入的反映性量来计算，即DRW

。

当操纵棒从一参考位置移动到某一高度后，所引入的反映性称为那个高度上的积分价值。

△ρ（S1、S2）=

，假设参考位置选在全插位置，那么是提棒向堆芯引入的正反映性。

当终点选在全提位置那么是整束（组）棒引入的正反映性。

反之参考位置选在全提位置，终点选在全插位置，那么是全棒束（组）全插后引入的负反映性。

18.什么缘故要对T4棒组作插入限制和咬量大小的规定？

作插入限制的缘故有：

保证在任何功率运行下有足够的停堆深度；

避免插入过量后造成下半堆芯过度的局部功率峰；

减小了弹棒事故后果的严峻性。

保证其有适当的微分价值（通常规定为－步），以确保对温度、功率、汽泡、硼浓度等小反映性转变起到快速响应的作用。

19.给出并说明Keff与堆芯寿期的关系曲线。

对一座新堆（或换料后的堆芯），其燃料装载量比临界质量要多，初始Keff比较大，即剩余反映性比较大，除冷态临界至热态满功率的温度效应及功率亏损外，还必需用操纵棒，可溶硼及可燃毒物来补偿，才能在反映堆中实现自持链式反映（反映堆在满功率下临界运行）。

在寿期初（BOL），平稳氙，最大氙毒的负反映性使Keff急剧下降。

随后，随着燃耗的增加，Keff慢慢减小。

直至Keff到时完成该堆芯循环寿期的运行。

以下图给出Keff与堆芯燃耗的关系曲线。

曲线有两条TL1和TL2别离对应于最大氙和平稳氙情形。

20.什么是“延长运行”？

什么缘故要延长运行？

以什么方式来实现延长运行？

“延长运行”是指提高这一循环燃料的燃耗达到延长换料周期的运行方式。

反映堆在满功率平稳氙下运行到寿期末（EOL），Keff已接近于，按打算已到换料时刻，但由于主观上（电厂本身）或客观上（电网）的要求，必需再继续运行一段时刻。

实现延长运行的方式有两种，一是降低功率运行，利用功率亏损和平稳氙毒所释放的正反映性延长运行。

二是降低冷却剂平均温度运行，这是利用温度效应所释放的正反映性延长运行。

原理上，降低冷却剂平均温度运行比较有利，因为能够在较高功率上运行一段时刻，但事实上往往会带来操纵系统的变更等的问题，实现起来有必然的困难。

21.试在座标图上定性地绘出一新建电站的压水堆两种情形下临界硼浓度随燃耗的转变曲线：

（1）热态满功率，无操纵棒，无可燃毒物；

（2）热态满功率，无操纵棒，有可燃毒物。

22.试对上题中两条临界硼浓度随燃耗的转变曲线的相同点及不同点给出简要说明。

寿期初硼浓度的起点不同，因有可燃毒物存在，补偿了部份反映性，故有可燃毒物的曲线起始硼浓度要低得多；

由零氙到平稳氙，硼浓度的急剧下降其幅度和速度大体相同，这是因为平稳氙毒的反映性是相同的；

平稳氙成立后临界硼浓度随燃耗的下降速度不同，有可燃毒物的曲线下降速度要慢得多，因为可燃毒物也随燃耗、释放出正反映性，专门是寿期初，可燃毒物浓度高，大量燃耗，补偿了燃料的燃耗反映性，因此有一段时刻几乎临界硼浓度不下降；

寿期末，两曲线的循环寿期不同，无可燃毒物的比有可燃毒物的长。

燃耗差值的产生是因为可燃毒物不可能燃耗干净，再加上其不锈钢的包壳对中子的吸收，占去了部份的反映性。

23.运行期间，中子通量受哪些因素的阻碍？

试举三例。

1.　操纵棒　2.　慢化剂密度　3.　中子毒物（裂变产物，可燃毒物）　4.　堆芯装载情形　5.　燃耗

24.　中子与原子核彼此作用有吸收和散射两种形式，吸收又包括　俘获　、　裂变　和　（n,a）等形式，散射又有　弹性散射　和　非弹性散射　。

25.宏观截面Σ表示一个中子与一立方厘米内原子核发生核反映的　平均概率　，其单位是　cm-1。

宏观截面与　核密度　和　微观截面　有关，它们的关系式是　Σ=Nσ。

26.中子依照能量分为　快中子　、　中能中子　、　热中子　，绝大多数裂变中子是　快中子　，需通过散射碰撞而降低速度，那个进程叫　慢化　。

27.U235一次裂变，平均放出中子　　个，平均释放能量　200Mev，大部份能量是以　裂变碎片的动能形式　释放出来的。

裂变中子中的　%　是由裂变产物放出的缓发中子。

28.燃料235U的富集度（或称加浓度，浓缩度）的概念：

　U235质量/（U235+U238）质量　。

29.压水反映堆中，用水做　冷却　剂和　慢化　剂，用于前者是因为它有　导热性好　、　液体粘度小　、　稳固性好　及　吸收截面小　的性质，用于后者是因为它有　原子质量小　、　吸收截面小　和　价钱低　的性质。

30.反映堆运行时，由于裂变产生的毒物中要紧有　氙毒　和　钐毒　，在长时刻的稳固功率下运行时毒物是　动态平稳　的。

31.反映堆运行进程中，对运行阻碍较大的毒物是　Xe135、其产生与衰变链是：

Te135

→I135

→Xe135

→Cs135

→Ba135（稳固）

32.碘坑形成的缘故是I135的半衰期比Xe135的半衰期短和Xe135的积存　。

33.反映堆内采纳的慢化剂经常使用核素是　H　、　C　，在压水堆中采纳的是　H2O　。

34.中子在反映堆内有　产生　、　泄漏　、　慢化　、　俘获　和　引发裂变　五个进程。

35.可做核燃料的物质同位素有、　U235　、　U233　、　Pu239　。

36.核裂变具有、　产生裂变碎片　、　放出能量　、　产生中子　和　射线　等特点。

37.压水堆核燃料包壳是　锆－4合金　，其工作许诺温度为　360℃　。

38.经常使用操纵棒材料有　硼　、　银　　铟　和　镉　等，秦山核电厂用的是　Cd-In-Ag　。

39.反映堆运行时，氙的消失有　自衰变　和　吸收中子　两种途径。

40.反映堆结构材料的选择原那么是　强度好　、　辐射和化学稳固性好　和　吸收截面小　等。

41.中子从堆内逃逸的现象叫　泄漏　，为减少这种损失，在堆芯周围装有　反射层　。

42.氙毒是由于气态裂变产物　氙气　具有专门大的　吸收截面　而组成的反映性损失。

43.反映性温度系数是　温度转变一度反映性的转变　，在功率运行时，它包括燃料温度系数，又叫　瞬发温度系数　，它的成效是　瞬发　的，它是由　多普载效应　引发的。

还包括慢化剂温度系数，它的成效是　缓发　的。

在多数情形下燃料温度系数的绝对值　小于　慢化剂温度系数的绝对值。

44.在各类反映性的损失中，只在运行时才显现而停堆一段时刻后能够恢复的有　氙毒　，　燃料温度效应　和　慢化剂温度效应　，属于永久性的损失而不能恢复的是　燃耗　和　钐毒　。

45.由于在堆芯内局部沸腾产生的　汽泡　引入的反映性的转变称为　反映性空泡效应　。

46.中子有效增殖因数的概念为：

Keff=

它要紧决定于　燃料加浓度　和　堆体结构　。

47.反映性的概念是　（Keff-1）/Keff　。

在Keff偏离1较大的情形下，概念为　LnKeff2/Keff1　它表示堆内中子数的　相对　转变。

48.写出无穷介质增殖因数的四因子公式　K∞=εfηp　，这因子别离被称为　快中子倍增系数　ε，　有效裂变中子数　η，　热中子利用系数　f，　逃脱共振吸收概率　p。

49.反映堆有　次临界　、　临界　、　超临界　三种状态，他们的中子有效增殖因数Keff别离为　<

1　、　=1　和　>

1　。

在稳固功率运行时反映堆处于　临界状态　，而停堆时是处在　次临界状态　。

50.反映堆瞬发临界条件是　ρ≥β　，其机理为　仅靠瞬发中子的奉献就能够维持临界　，其特点是　功率倍增周期极短　，这种瞬发临界工况是绝对不许诺发生的，在设计上已加以避免。

51.反映堆操纵方式有　吸收中子的操纵　、　泄漏中子的操纵　、　燃料质量的操纵　等。

最经常使用的是　吸收中子的操纵　。

52.操纵棒的反映性当量大小要紧取决于　棒的材料　和所在位置的　中子通量　。

53.在源次临界反映堆内，中子密度与Keff的关系为　n=S0/1-Keff　。

54.反映堆功率周期概念是　反映堆功率转变e倍所需时刻　，数学表达式为　N=N0e-t/T　，开堆时一样测量功率增加　1倍所历时刻，即倍增周期，它近似等于　　倍的e倍周期。

55.反映堆性与反映堆稳固周期的关系：

56.氙毒的概念是　Xe135吸收的热中子数/可裂变材料吸收的热中子数　。

57.反映堆停堆后仍然要释放余热，其大小与　堆功率　、　停堆时刻　有关。

58.　当某一操纵棒束（组）插入或提出堆芯时所引发的反映性转变　称为此操纵棒束（组）的反映性价值。

59.功率反映性系数是　单位功率转变所引发的反映性转变　，也称为　功率系数　。

60.反映性ρ绝对单位是　Δk/k　，经常使用单位是　pcm　，两单位的换算是　1pcm=1×

10-5Δk/k　，中子通量单位是　中子/cm2·

秒　。

61.反映性的概念是（Keff-1）/Keff，它表示一代中子数的　A　。

A：

相对转变B：

绝对变化C：

数量级的变化

62.反映堆功率正比于　B　。

最大通量B：

平均通量C：

最小通量

63.启动后，处于功率提升时期运行的反映堆，氙将随时刻增加而增大，其缘故是　A　。

碘的浓度未达到平稳　B：

氙的浓度未达到平衡　　C：

A＋B

64.碘坑中启动的反映堆，其临界棒位将比正常启动时的棒位　A　。

高B：

低C：

相同

65.碘坑中启动后的反映堆，操纵棒将不断下插，其缘故是　B　。

氙的自衰变B：

中子消毒C：

66.反映堆从高功率降到低功率运行，其它参数不变，操纵棒将不断提升，其缘故是　C　。

氙的自衰变减少B：

氙的中子消毒减少　　C：

氙增加了

67.处在临界状态下的反映堆的功率是　C　。

很高的B：

一定的C：

任意的

68.水作为慢化剂，一方面使中子慢化，另一方面又吸收中子，若是在堆内水的慢化作用是要紧的，这时汽泡的产生将使反映性　B　，如水在堆内吸收作用是要紧的，汽泡的产生使反映性　A　。

增加B：

下降C：

不变

69.反映堆次临界时的外推临界实验中，利用的外推临界图的理论依据是　C　。

B：

ρ＝

C：

＝

70.假设反映堆在启动临界后的t秒内，通量增加到原先的倍，换成周期为　C　。

T=t/B：

T=t×

1.5C:

T=t/D:

T=t×

71.秦山核电厂反映堆内气泡反映性系数为　B　。

正B：

负C：

零

这说明水在反映堆内的中子慢化作用比中子吸收作用更为　A　。

要紧B：

次要C：

同等重要

72.只有在停堆后才有碘坑，这种说法是　B　的。

对B：

不对

73.缓发中子的存在使中子倍周期　A　。

变大B：

变小C：

74.在有源的次临界反映堆内，中子通量是　C　的。

不断上升B：

不断下降C：

一定

75.停堆后碘坑形成的缘故是由于　B　。

氙衰变减小，由碘衰变的氙增加

由碘衰变的氙增加，氙的消失减小

氙衰变和燃耗减小，由碘衰变的氙达到平稳

76.压水反映堆的自稳固性能是由　B　实现的。

调剂操纵棒B：

负温度系数反馈C：

77.额定参数下的反映堆在碘坑中临界棒位比在稳固运行下达到氙平稳时的临界棒位　A　。

高B：

低C：

78.反映堆逼近临界进程中，反映性持续引入当量和速度愈大，达到临界时堆外探测器的计数率　B　。

愈高B：

愈低C：

无影响

79.反映堆超临界后，设中子计数率在第一个30秒内从1000CPS增加到2000PCS，在第二个30秒内从2000CPS增加到4000CPS，那么在这两个进程中引入反映堆反映性ρ的大小　C　。

减小C：

未改变

80.核反映中，必需遵守哪些守恒定律？

应遵守：

核子数守恒：

反映前后核子数相等

电荷数守恒：

反映前后电荷的代数和相等

动量守恒：

反映前后的动量代数和相等

能量守恒：

包括静止质量能在内，反映前后能量守恒。

81.中子与靶核的作用有哪些类型的核反应？

有弹性散射（n,n），非弹性散射（n,n’），辐射俘获（n,r），放出带电粒子的反映（n,p）（n,ρ）（n,α），放出几个中子的反映（n,2n）（n,3n），裂变反映（n,f）。

82.在压水堆内最重要的中子与核的反映是哪些？

最重要的弹性散射（n,n），辐射俘获（n,r），重核的裂变（n,f）等。

83.什么是中子的弹性散射？

中子与靶核作用后，中子重新射出，而靶核内能不变，可近似想象为两个弹性小球的碰撞，反应前后动量守恒，动能也守恒。

这种反应称为弹性散射。

84.最有效的弹性散射是什么？

最重要的最有效的弹性散射是中子与氢核的弹性散射，任何能量的快中子经一次与氢核的弹性散射后，就能慢化成热中子。

85.弹性散射在反映堆内有何重要意义？

在热中子反应堆内，快中子慢化成热中子，主要就是通过这种过程来完成的。

86.什么是中子与靶核的非弹性散射？

中子与靶核作用后，也放出一个中子，但靶核的内能发生了变化，反应过程中动能不守恒，这是与弹性散射的根本不同点。

常以（n,n’）表示这种反映。

非弹性散射也是快中子慢化的一个途径。

87.什么是辐射俘获反映？

（n,γ）

靶核俘获中子放出γ射线，称这种反映为辐射俘获反映。

88.举例说明辐射俘获反映的反映堆内的重要意义？

堆内有大量的辐射俘获发生，并对反应堆的运行有重要意义，如：

238U（n,γ）239U，239U经衰变成239Pu是再生燃料239Pu生成反映。

113Cd（n,γ）114Cd，这是操纵棒吸收热中子的要紧反映，是113Cd成为操纵棒材料的重要依照。

89.什么是放出带电粒子的反映？

中子与靶核作用生成一个新核并放质子（p+）、α粒子等的反映，因质子和α粒子是带电荷的粒子，故称此类反映为放出带电粒子的反映。

90.举例说明放出带电粒子反映在反映堆内的重要意义？

（1）16O（n,p）16N，这一反映一方面是使水（H2O）辐射分解，产生氢离子。

另一方面16N衰变放出β和γ，使水带放射性，为蒸汽发生器传热管破损提供重要的检查手腕。

（2）10B（n,α）7Li，这是压水堆中溶硼操纵或可燃毒物操纵中发生的要紧反映。

91.除可裂变核在裂变反映后能放出2个或多个次级中子之外，堆内还可能产生如此的反映吗？

还可能，当高能中子轰击靶核，有时