核工程原理考试-年堆物理期中测验答案-清华大学VIP专享VIP免费

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（６０分）１．核反应率密度的计算公式是Ｒ＝______________________________________。(1分）答案：。２．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。（３分）答案：()()()EEEEdEEdE；中子通量密度（或中子能谱）；反应率。３．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。（４分）答案：裂变；麦克斯韦；费米（或１／Ｅ）；共振能量。４．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。５．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ＩＭＮＲ）；窄共振（或ＮＲ）。６．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。（４分）答案：s；/sa；轻水；重水。７．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：1effk；effsdkpf。８．菲克定律在下列哪些情况下一定不适用？____________（３分）（1）强吸收介质中（２）靠近自由表面处（３）两种不同介质的交界面上答案：（1）（2）这一条不要９．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２３８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。１０．一公斤铀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５Mev，铀238对5Mev中子的裂变截面约为0.5b)。（8分）答案：裂变率8ffffAfmRVNVNNA总，则通量为842123286.32384.981010006.022100.510fAfRAmsmN。１１．我国最近在新疆发现了储量为数万吨的特大铀矿（假设为５万吨）。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474103001.05/(10.17)4.4271044.2733.3%MWdgMWdgt，故每年需天然铀为44.2762000.714%t，新发现的大铀矿可供应燃料时间为45108.066200year。１２．Aneutronofenergy50kevcollideswithanatomofC-12,whichisatrest.Calculate:(a)Theminimumneutronenergyafterimpact.(b)Theaverageneutronenergyafterimpact.（8分）答案：(a)22min21115035.80113AEEEkeVA;(b)2222111215042.902(1)13AEEEkeVA.（因为散射后中子能量在Ｅ到E之间均匀分布，故平均值是最大值与最小值之和的一半）１3．某平板介质的厚度=200cma（含外推距离），平板内的中子通量分布为0()cos()xxa，坐标原点在平板中央。其中42010/,ncms0.8Dcm，在x＝－７５ｃｍ处，________,________,_________,_________.JJJ（8分）答案：323.82710/()ncmsg，2898.66/()Jncmsg，21014.76/()Jncmsg，2116.10/()Jncmsg。第二部分：计算分析证明题（40分）（第1,2题中任选一题，第3题必做。每题20分）１．Neutronsourcesaredistributedinainfiniteslabofextrapolatedthickness,a,accordingtotherelation()()2asxSx,whereSisaconstantandxismeasuredfromthecenteroftheslab.Showthatthefluxwithintheslabisgivenby2()1()2()aaxshSaxLxaashL证明：平板中的中子扩散方程为222()()()0dxxsxdxLD，边界条件为：(i)(/2)0a;(ii)(/2)0a.扩散方程的解可分为特解和齐次方程的解两部分，...