反应堆物理分析-第一章课后习题

0.9771020 365 24 3600 235 23 6.0210 1202 .73103 g 1202 .73Kg
Pth 365 24 3600 m yearc 6 2910 3.4 109 Kg
n5 3.6 106 m5 M5 235 6 19 23 NA 20010 1.6 10 6.0210 0.43104 g
第一章、核反应堆的核物理基础
15、反应堆的电功率为1000兆瓦，设电站的效率为32%。问每秒有 多少个铀-235发生裂变？问运行一年共需消耗多少公斤易裂变物 质？一座相同功率煤电厂在同样时间需要多少燃料？已知标准煤 的燃烧热为Q=29兆焦/公斤。
0.0246 2.230241028 680.9 10 28 (1 0.0246 ) 2.230241028 2.7 10 28 2 2.230241028 2 10 4 10 28 43.23m 1
f c5 NUO2 f 0.0246 2.230241028 583.5 1028 32.01m 1
第一章、核反应堆的核物理基础
8、某反应堆在额定功率500兆瓦下运行了31天后停堆，设每 次裂变产生的裂变产物的放射性活度为1.08×10-16t-1.2居 里。此处t为裂变后的时间，单位为天，试估算停堆24小 时堆内裂变产物的居里数
Eday 500106 24 3600J
nday Eday 200106 1.6 1019 500106 24 3600 200106 1.6 1019 1.351024
第一章、核反应堆的核物理基础
2、某反应堆堆芯由铀-235、水和铝组成，各元素所占的 体积比分别为0.002，0.600和0.398，计算堆芯的总吸 收截面Σa（0.025电子伏） a a 5 aH 2O aAl
a 5 N 5 aH 2O N H 2O aAl N Al 0.60010 H 2O 0.002106 5 0.398106 Al N A [ a 5 aH 2O aAl ] 235 18.016 26.98 6 23 28 0.002 10 18.9 6.0210 [680.9 10 235 6 6 0 . 600 10 1 0 . 398 10 2.699 28 28 0.6610 0.24110 ] 18.016 26.98 8.5m 1
6
第一章、核反应堆的核物理基础
3、求热中子（0.025电子伏）在轻水、重水、和镉中运 动时，被吸收前平均遭受的散射碰撞次数。 解：设碰撞次数为t
a s n s s t s a n a a 103 t H 2O 156 0.66
13.6 t D2O 13600 0.001 7 tCd 2.86 10 3 2450
1000106 Pth 3.125109W 0.32 Pe
Pth nf 200106 1.6 1019 3.125109 20 0 . 977 10 /s 6 19 20010 1.6 10
第一章、核反应堆的核物理基础
m yearf n f 365 24 3600 NA M5
1 1)]1 0.032
n5 c5 0.0324 0.0335 n8 1 c5 1 0.0324
第一章、核反应堆的核物理基础
13、为了使铀的η=1.7，试求铀中铀-235的富集度为多少 （设中子能量为0.0253eV）。
2.5
f5 a 5 a8
2.5
n5 n8
代入（n5/n8=0.01524)得
1 .5 %
第一章、核反应堆的核物理基础
14、为了得到1千瓦时的能量，需要使多少铀-235裂 变。 解：设单次裂变产生能量200MeV
E 1000 3600 3.6 106 J
E n5 200 106 1.6 1019 3.6 106 200 106 1.6 1019 1.125 1017
1 1)]1 0.0243
M UO2 235 c5 238 (1 c5 ) 2 16 269.9262
第一章、核反应堆的核物理基础
NUO2 1000UO2 M UO2 1000104 NA 6.021023 269.9262
2.230241028 a c5 NUO 2 5 a (1 c5 ) NUO 2 8 a 2 NUO 2 Oa
n5 f 5 n5 a5 n8 a8
n5 a8 1.7 2.7 0.01524 n8 2.5 f 5 a 5 2.5 583.5 1.7 680.9
c5
n5 1 [1 0.9874( 1)]1 n5 n8 n5 1 n8
A 1.351024 1.081016 t 1.2 dt
1 31
3.62108 Ci
第一章、核反应堆的核物理基础
12、设核燃料中铀-235的浓缩度为3.Leabharlann Baidu%（重量）， 试求铀-235与铀-238的核子数之比。
1 c5 [1 0.9874 ( 1)]1

[1 0.9874 ( 0.0324
反应堆物理分析课后习题
第一章、核反应堆的核物理基础
1、某压水堆采用二氧化铀作燃料，其富集度为2.43%（重量）， 密度为104公斤/米3，计算：当中子能量为0.025电子伏时，二 氧化铀的宏观吸收截面和宏观裂变截面。
1 c5 [1 0.9874 ( 1)]1

[1 0.9874 ( 0.0246