反应堆动力学学习教案

会计学1反应堆动力学反应堆动力学第一页，共25页。 核反应堆安全运行的基础在于成功的控制中子通量密度或核反应堆安全运行的基础在于成功的控制中子通量密度或反应堆功率在各种情况下随时间的变化。反应堆功率在各种情况下随时间的变化。 第七章第七章,我们讲了燃料和裂变我们讲了燃料和裂变(li bin)产物同位素成分随时间的变化产物同位素成分随时间的变化以及它们对以及它们对keff的影响。由于这些量随时间的变化很缓慢，所以的影响。由于这些量随时间的变化很缓慢，所以很容易对其进行控制并使反应堆维持在一定功率下运行。很容易对其进行控制并使反应堆维持在一定功率下运行。 但反应堆启动、停堆或功率调节时的控制棒的移动等情况但反应堆启动、停堆或功率调节时的控制棒的移动等情况下将使反应堆的下将使反应堆的keff发生迅速变化。此时反应堆成为超临界或发生迅速变化。此时反应堆成为超临界或次临界，而中子通量密度将随时间急剧变化。这种变化以秒为次临界，而中子通量密度将随时间急剧变化。这种变化以秒为单位来量度。了解这种中子通量密度在偏离临界状态下的瞬态单位来量度。了解这种中子通量密度在偏离临界状态下的瞬态变化特征，对反应堆的控制和安全运行是及其重要的。变化特征，对反应堆的控制和安全运行是及其重要的。 本章讨论由于有效增殖因子或反应性的迅速变化所引起的本章讨论由于有效增殖因子或反应性的迅速变化所引起的反应堆内中子密度随时间的瞬态变化特性。反应堆内中子密度随时间的瞬态变化特性。 中子密度的瞬态变化会引起反应堆内功率、温度等的瞬态中子密度的瞬态变化会引起反应堆内功率、温度等的瞬态变化，而这些参数的变化，又会引起反应性的变化，从而又变化，而这些参数的变化，又会引起反应性的变化，从而又引起中子密度的变化。既在反应堆的瞬态过程中，存在反应引起中子密度的变化。既在反应堆的瞬态过程中，存在反应性反馈效应，为了简单起见本章暂不涉及反应性的反馈效应。性反馈效应，为了简单起见本章暂不涉及反应性的反馈效应。第1页/共24页第二页，共25页。)(1)(tnlkdttdneff第2页/共24页第三页，共25页。假设在假设在t0时：有时：有6个负根和个负根和1个正根。个正根。=0时时 方程（方程（9-25）中只有）中只有(zhyu)1为正值，其余为负值。为正值，其余为负值。中子周期将按中子周期将按 增长。增长。无缓发时秒无缓发时秒= ）, 1较大较大(jio d)， 1 I 由（由（9-23）式可得：）式可得：或或可以看出，如果引入的反应性很大，反应堆周期主要决定于可以看出，如果引入的反应性很大，反应堆周期主要决定于瞬发中子每代时间。这与全部忽略缓发中子的结果是一样的。瞬发中子每代时间。这与全部忽略缓发中子的结果是一样的。当当0=时，即仅依靠瞬发中子达到临界，称为瞬发临界。时，即仅依靠瞬发中子达到临界，称为瞬发临界。100011T第19页/共24页第二十页，共25页。 0 时，时， 称为瞬发超临界，此时即使不考虑缓发中子，有称为瞬发超临界，此时即使不考虑缓发中子，有效增殖因子也会大于效增殖因子也会大于1，只靠瞬发中子就能使链式反应不断，只靠瞬发中子就能使链式反应不断进行下去，缓发中子在决定周期方面不起作用。反应堆功率进行下去，缓发中子在决定周期方面不起作用。反应堆功率以瞬发中子决定的极短周期快速增长。以瞬发中子决定的极短周期快速增长。 利用（利用（9-13）式可以求得瞬发临界的条件，不考虑缓发）式可以求得瞬发临界的条件，不考虑缓发中子（中子（9-13）式变为：）式变为：临界时中子密度临界时中子密度(md)不随时间变化，所以瞬发中子临界条件为：不随时间变化，所以瞬发中子临界条件为： (1- )keff =1上式说明去处缓发中子部分，即仅依靠瞬发中子达到临界，上式说明去处缓发中子部分，即仅依靠瞬发中子达到临界，称为瞬发临界。称为瞬发临界。)489()(1)1 ()(tnlkdttdneff第20页/共24页第二十一页，共25页。将将 keff =1/(1- ) 带入上式带入上式 可可得瞬发临界条件得瞬发临界条件 = 由于瞬发临界的重要性，将由于瞬发临界的重要性，将它用作反应性的基本单位。它用作反应性的基本单位。称为称为“元元”（$），其定义为：），其定义为：即把缓发中子的份额即把缓发中子的份额 的反应性数值定义为的反应性数值定义为1 $反应性。反应性。 1 $的的1%定义为一定义为一“分分”。当反应性正好具有。当反应性正好具有1 $反应性时，反应堆达反应性时，反应堆达到瞬发临界。在反应堆运行中这是不允许到瞬发临界。在反应堆运行中这是不允许(ynx)的。的。 上面讨论的三种情况可以在图（上面讨论的三种情况可以在图（9-6）中清楚看出。）中清楚看出。($)反应性反应堆周期(zhuq)与反应性的关系第21页/共24页第二十二页，共25页。n当当 0 为很大的负反应性时为很大的负反应性时n 稳定周期将接近于稳定周期将接近于1/ 1，即约等于，即约等于80 s。n 如果由于引入大的负反应性而突然停堆，则中子通量密度如果由于引入大的负反应性而突然停堆，则中子通量密度n 迅速下降，而在短时间内瞬变项衰减之后，中子通量密度迅速下降，而在短时间内瞬变项衰减之后，中子通量密度n 将按指数将按指数(zhsh)规律下降，其周期约为规律下降，其周期约为80 s，即大约每，即大约每184 s功率功率n 下降一个量级。下降一个量级。n 反应堆停堆时，中子通量密度需下降反应堆停堆时，中子通量密度需下降10个数量级以上，个数量级以上，n 其关闭时间要求至少其关闭时间要求至少30min，反应堆设计需要考虑。，反应堆设计需要考虑。n 有些反应堆，即使停堆以后很长时间，还会由积累的裂有些反应堆，即使停堆以后很长时间，还会由积累的裂n 变产物衰变放出变产物衰变放出射线，然后通过（射线，然后通过（ ,n ）反应继续）反应继续n 产生中子。这样的过程会延长停堆的时间。产生中子。这样的过程会延长停堆的时间。第22页/共24页第二十三页，共25页。That is all for That is all for Nuclear Reactor PhysicsNuclear Reactor Physics! ! Thank you for your patience!Thank you for your patience! Hope you enjoy it! Hope you enjoy it! 第23页/共24页第二十四页，共25页。NoImage内容(nirng)总结会计学。核反应堆安全运行的基础在于成功的控制中子通量密度或。但反应堆启动、停堆或功率调节时的控制棒的移动等情况。变化特征，对反应堆的控制和安全运行是及其重要的。本章讨论由于有效增殖因子或反应性的迅速变化所引起的。研究功率的瞬态特征时要考虑每组缓发中子产生的数据延迟。系统(xtng)来处理，在此基础上得到的模型称为点堆模型。中子通量密度分布相同的分布函数, 将以上表达式带入反应堆。产生中子第二十五页，共25页。