第6章-核反应堆动力学汇编.ppt

* 解答 停闭反应堆时无论引入多大的负反应性，堆内中子密度的稳定下降周期总不小于80s 。 * 单组和多组结果的比较 临界反应堆中引入小阶跃反应性后，无论是等效单组缓发中子处理或6组缓发中子处理，中子密度的响应都是先有一个突变，然后以稳定周期指数规律变化。 当引入的反应性 （ ）或 （ ）时，单组和多组的定量结论也相同。 如果引入的反应性ρ有中等大小的正值时，单组和多组的计算结果有所不同。 如果引入的反应性ρ有很大的负反应性，单组的处理结果实际上已不再有效。 * 6.6倒时方程 倒时方程是反应堆稳定周期T与引入反应性?之间的关系式，是反应堆物理实验中由测量周期T求反应性?的理论依据。 有时也称反应性方程 倒时是反应堆工程中早期采用的一个名词。一个倒时相当于反应堆功率增长的稳定周期为一小时所加入的反应性量。 * 倒时 倒时方程中代入周期T， 倒时方程可以写为 T=1小时＝3600s代入上式 这是一个很小的单位，对于235U为燃料的热堆，1倒时等于2.3×10-5反应性。 * 6.7瞬发临界 定义：反应堆依靠瞬发中子就能保持临界。 满足条件：(1-?)k＝1 因为反应性的定义是?＝（k-1）/k，所以 将k的表达式代入上式得到 ??? 引入的反应性?其大小等于总的缓发中子份额?，则该反应堆处于瞬发临界状态。 * 从动力学观点： 点堆中子动力学方程可写成 只考虑瞬发中子，缓发中子源项忽略。由于反应堆是临界的，所以dn/dt=0，则上式可写成 因而得到瞬发临界的条件为???。 * 临界试验中的安全要求 2 2 首炉堆芯和换料后堆芯的的物理启动，当反应堆的次临界度比较深时，由于运行时的监测装置灵敏度不够，往往不能给出准确的信号，例如快中子动力堆和研究堆。此时需要专为物理启动安装专门的监测装置以克服探测中的盲区。监测装置的位置布置要尽量避免接受直接来自中子源的中子，而是主要探测经过系统增殖后的中子。并且要有两套独立的中子计数装置，以便相互校核； * 临界试验中的安全要求 3 3 反应堆在临界操作前，应检查堆外核测仪表系统的报警和保护整定值的设置是否正确有效； 4临界试验的外推曲线不能采用凸形曲线，以防止反应堆发生超临界事故； 5 在向临界过渡的过程中，反应性的添加量遵循1/3~1/2规律，即反应性的添加量为外推临界增量的1/3~1/2； * 临界试验中的安全要求 4 6 添加正反应性时要特别小心，以避免发生超临界事故。核电厂引入正反应性引起的功率增长倍周期不要小于18秒，接近临界时的反应性的添加量每次不得超过2x10-3Δk/k（因堆不同而可能不同）；但对于研究性的零功率堆，国际推荐其反应性的添加率值一般不超过2x10-4Δk/k/s。 * 临界试验中的安全要求 5 7 只有当反应堆很接近临界（如规定k0.996）时，才允许由次临界向临界过渡； 8在逼近临界的过程中，在任何时间内，只允许一种方法来控制反应性的变化，即要么改变硼浓度，要么改变控制棒棒位，不允许两者同时改变。但如果向堆内引入负反应性，则不受此限。即允许插棒和加深硼浓度同时进行； * 临界试验中的安全要求 6 9 反应堆的启动率（SUR）应小于1DPM；。这实际上是控制反应堆的超临界周期不得短于26s，这也意味着反应堆的功率上升不能太快； 10 在逼近临界的过程中，必须避免引起一回路平均温度变化的任何操作，以避免向反应堆引入反应性； 11 硼浓度的稀释，严格按照核电厂的技术规范进行，包括特殊运行阶段的特殊规定。 * 6.4 单组缓发中子的解 用等效单组缓发中子理论，研究考虑缓发中子后其中子密度如何响应。 * 单组等效 设等效单组缓发中子的先驱核的平均寿期为 ，则它应满足下列关系式 所以有 则等效单组缓发中子先驱核的衰变常数λ应 为 λ＝0.0767s-1 * 方程求解 这是线性方程组，用指数函数来尝试 系数A，B和ω是待定常数。将该两式代入2式得 即 从而 解得ρ与ω的关系为 * 一元二次代数方程 变形为 等同为 解： 这是一个ω的二次代数方程，它的两个根为 * 235U为燃料的反应堆方程简化 β＝0.0065,等效单组缓发中子先躯核的衰变常数λ＝0.0767s-1.引入一个小反应性阶跃，例如ρ＝0.0025，平均代时间为 s。 ，即 * 进一步简化 两个根 将ω1，ω2，A1，A2的表达式代入式(6-83)，即得到等效单组缓发中子情况下小反应性阶跃变化时反