《核反应物理分析》课程设计课件资料
第五节 核反应 核能ppt
235 92
U n
1 0
13ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 56
Ba Kr ( 3 n )
95 36
3 2
4 2
1 0
2 1
H H n(
2 1 1 0
He )
He )
226 88 14 6
Ra
0 1
222 86
Rn (
14 7
C e( N )
一、核反应： 某种元素的原子核变为另一种元素 的原子核的过程。 1、分类： 衰变、人工核转变、裂变等 2、核反应遵循的基本规律： 质量数和电荷数都守恒
或 △E ＝ △mc2
＝ 0.029282 × 1.66×10-27 × (3×108 )2 ＝ 4.37 ×10－12J＝27.3MeV
例1、质子和中子的发现方程。
3、核反应的能量来源分析： 爱因斯坦的相对论指出,物体的能量 荷质量之间存在着密切的联系.
二、质能方程
1、质量亏损：组成核的核子总质量和 原子核的质量之差Δm 2 如:经过精确计算表明,氘核（ 1 H ）的质量比 0 1 中子（ 1 n ）和质子（H ）的质量之和小一些。 1 2、质能方程： E＝m c2 ΔE＝ Δm c2 3、证明：1 u = 931.5 MeV 4.核子在结合成原子核时，质量有亏损， 要放出能量。 反之，原子核分解成核子时要吸收能量。
两个中子和两个质子可以结合成一个氦 练习2 、 核, 已知中子的质量是1.008665u, 质子的质量 是1.007276u, 氦核的质量是4.0026u, 求此核反 应的质量亏损和结合能, (1u=1.66×10-27千克, c=3×108米／秒)
解：△m＝0.029282u △E＝ △mc2=931.5 × 0.029282= 27.3MeV
物理下册第六节核反应核能放射性的应用课件
四、放射性同位素的应用
应用放射性同位素就是通过测定它们发射的粒子和 鉴定其特有的半衰期和辐射性质，探测它们的存在。利 用它的射线或把它作为示踪原子，在能源、工业、农业、 医疗、环境、考古等诸多方面都有着广泛的应用。
示踪原子 示踪方法是引入少量放射性同位素，并用探 测器随时观察其行踪的方法。例如在肥料中掺入少量的放射 性磷－ 32（半衰期为14.28天，发射1.7MeV的b 粒子），可 以找到给植物施磷肥的最好方法。
一、核反应
1．原子核的人工转变 人为的用高速运动的粒子 （如a 粒子）轰击原子核而产生新的原子核的方法叫原 子核的人工转变。
2．核反应 用高速粒子轰击原子核，使其变成另 一种原子核的过程，叫做核反应。
3．核反应规律 在核反应中，反应前后的核电荷 数和质量数守恒。
卢瑟福实验中产生质子的核反应方程为
14 7
以光子的形式辐射出去，这个能量叫做原子核的结合能。
3．结合能 核子结合成原子核时放出的能量叫原子 核的结合能。
DE Dmc2
三、人工放射性
居里夫妇用a 粒子轰击各种物质， 发现由人工核反应 所产生的元素具有 放射性。
1．人工放射性 由人工核反应所产生的许多元素具 有放射性，称其为人工放射性。
例：用a 粒子轰击铝片
Po
铍
石蜡
不可见粒子
a 粒子
质子
查德威克实验示意图
发现中子的核反应方程
9 4
Be
4 2
He
162
C 10
n
中子是一种能量较高、贯穿能力很强的中性粒子。
用人工加速的质子轰击锂核所实现的第一个核反应为
7 3
Li
11
H
4 2
He
核反应课程设计
核反应课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解核反应的基本概念，掌握核反应的类型及特点；2. 学生能掌握质量数和电荷数守恒原则在核反应中的应用；3. 学生能了解核能的计算方法及其在能源领域的应用。
技能目标：1. 学生能运用所学知识分析核反应过程，正确书写核反应方程式；2. 学生能通过实验观察核反应现象，培养观察、分析和解决问题的能力；3. 学生能运用核能知识，进行简单的核能计算和能源转换分析。
情感态度价值观目标：1. 学生对核反应产生兴趣，培养对物理学科的好奇心和探索精神；2. 学生能认识到核能的巨大潜力和在能源领域的应用，树立正确的能源观念；3. 学生能了解核能的安全性和环保问题，培养社会责任感和伦理道德观念。
本课程针对高中物理学科，结合学生年级特点，注重理论与实践相结合，以提高学生的科学素养和实际应用能力。
课程目标具体、可衡量，旨在让学生在学习过程中，既能掌握核反应的基本知识，又能将其应用于实际问题的解决，同时培养正确的情感态度价值观。
为实现课程目标，教学设计将注重启发式、探究式和实验式教学方法，以促进学生全面、主动地发展。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 核反应基本概念：核裂变、核聚变、人工转变等；- 教材章节：第三章第一节2. 核反应类型及特点：α衰变、β衰变、电子俘获等；- 教材章节：第三章第二节3. 质量数和电荷数守恒原则在核反应中的应用；- 教材章节：第三章第三节4. 核反应方程式的书写方法；- 教材章节：第三章第四节5. 核能的计算方法及其在能源领域的应用；- 教材章节：第三章第五节6. 核反应实验观察与现象分析；- 教材章节：第三章第六节7. 核能安全性和环保问题探讨；- 教材章节：第三章第七节教学进度安排如下：第一课时：核反应基本概念、类型及特点；第二课时：质量数和电荷数守恒原则在核反应中的应用；第三课时：核反应方程式的书写方法；第四课时：核能的计算方法及其在能源领域的应用；第五课时：核反应实验观察与现象分析；第六课时：核能安全性和环保问题探讨。
核反应堆物理分析6 栅格..
按照反应堆堆芯内燃料和慢化剂的分布形 式，反应堆可以分为均匀和非均匀两大类。
前面关于临界反应堆的计算都以均匀堆 为模型，但当前世界上已建成和运行的反应 堆基本上都是非均匀堆。
为了将均匀堆理论应用到非均匀情况，
需要进行均匀化群常数计算。
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3/40
均匀堆：燃料与慢化剂均匀混合
e.g.熔盐堆(铀与慢化剂混合为溶液)
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1.2 非均匀布置对k 的影响
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• 非均匀堆主要优点：使中子逃脱共振俘获 概率增大。
• 非均匀堆主要缺点：使热中子利用系数减 小。
• 通过合理选择燃料块的厚度或直径、燃料 块间距(栅距)，在燃料与慢化剂核子数比 值相同的情况下，非均匀栅格布置可使fp 乘积大于均匀堆的乘积，即k 更大。
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世界上第一个反应堆(CP-I)是非均匀反应堆
天然铀(Natural uranium): η =1.33, ε =1.05;
• 均匀天然铀与石墨：p 0.59，k 0.85，无
法达临界。
• 非均匀效应(heterogeneous effect) ：因栅 格的块结构所引起效应，以及由其所产生的 各种参数的变化(不仅仅指空间自屏)。
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(p144)
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3 均匀化计算流程(轻水堆)
多群常数库 20～100群
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栅元均匀 化计算
《核反应堆物理基础》课件——第六章 核燃料管理
单循环燃料管理：X(i,j)，BP(i,j)和控制运行方案；在对这组变 量进行决策时，需要详细考虑燃料组件和控制毒物在堆芯内的 空间分布。
当得到的解不能满足需求时，则需要调整外部决策变量， 重新进行多循环分析，求出新的值。
• 核电厂堆芯燃料管理的主要任务就是要在满足电力系统的能量需 求的条件下，在电厂设计规范和技术要求的限制下，为核电厂一 系列的运行循环作出其经济安全运行的全部决策。
• 其核心问题就是如何在保证电厂安全运行的条件下，是核电厂的 单位能量成本最低。
8
⑵燃料管理的内容
①堆芯燃料管理策略以及初步换料方案的确定 • 这部分内容主要包括下列决策变量的确定：
5 循反应堆的换料方程：
• 设批反料应 数堆定内义燃为料：组件总数为NT，每次换料更换的燃料组件数为N。则
n NT N
• N则称为一批换料量。 • 在循环长度不变的情况下，提高批料数n，就增加了燃料在堆芯的停
留时间，从而：
• 增加了卸料燃耗深度； • 需要提高新料的富集度。
6
⑶循环燃耗和卸料燃耗
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堆芯计算模块
截面处理接口程序
• 由组件计算程序产生的各种工况下组件的等效均匀化少群截面数据 库，只能提供离散的有限数量状态下的截面数据。
• 实际运行过程中，反应堆的状态时连续变化的，因此必须通过最小 二乘法拟合处理，将燃料组件的宏观截面与各独立变量的关系用数 值形式表示，使用时通过插值来求得各非参考工况下的截面值。
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三、外-内换料方案 （一）燃料布置与换料方案 布置方案 • 堆芯由内向外仍然分为若干个区域：
核反应和核能 PPT课件
（3）衰变是原子核自发地放出α粒子或β粒子的反应，C是β 衰变，D是α衰变，E是人工控制的原子核的变化，属人工 转变，裂变是重核吸收中子后分裂成几个中等质量的核的 反应，B是裂变，聚变是几个轻核结合成较大质量的核的 反应，A是聚变. 答案：（1）E A、B （2）140 86 （3）见解析
（4）核反应方程遵循的规律 ①质量数守恒. ②电荷数守恒.
3.核能 （1）核力：核子间的作用力.其特点为短程强引力：作用范围 为 2.0×10-15 m，只在相邻的核子间发生作用. （2）核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核 子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能. （3）质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程 E= mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的 质量和要小 Δm，这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能 ΔE=Δmc2.
第三单元 核反应 核能
基础整合
1.原子核的组成 （1）原子核由质子和中子组成. （2）具有相同的质子数、不同的中子数的原子互称为同位
素，同位素具有相同的化学性质. （3）物质发射射线的性质称为放射性，放射性元素自发地
放出射线的现象叫做天然放射现象.
2.核反应 （1）衰变射线，其射线的本质和性质如下表：
答案：A.
【例 4】 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中有原来静止的铀核
238 U92 和 234 90Th，由于发生衰变而使生成物做匀速圆周运动. （1）试画出铀 238 发生 α 衰变时产生 α 粒子及新核的运动 轨迹示意图和钍 234 发生 β 衰变时产生 β 粒子及新核的运动 轨迹示意图.
（2）若铀核的质量为 M，α 粒子的质量为 m，α 粒子带的电荷量 为 q，测得 α 粒子做圆周运动的轨道半径为 R，反应过程中释放
高三物理教案：《核反应教案》教学设计
高三物理教案：《核反应教案》教学设计本文题目：高三物理教案：核反应教案核反应核能质能方程一、知识点梳理1、核反应在核物理学中，原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应.典型的原子核人工转变：N+ He O+ H 质子H的发现方程卢瑟福Be+ He C+ n 中子n的发现方程查德威克2、核能(1)核反应中放出的能量称为核能(2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子质量之和.质量亏损.(3)质能方程：质能关系为E=mc2原子核的结合能ΔE=Δmc23、裂变把重核分裂成质量较小的核，释放出的核能的反应，叫裂变典型的裂变反应是：U+ n Sr+ Xe+10 n4.轻核的聚变把轻核结合成质量较大的核，释放出的核能的反应叫轻核的聚变.聚变反应释放能量较多，典型的轻核聚变为：H+ H He+ n5.链式反应一个重核吸收一个中子后发生裂变时，分裂成两个中等质量核，同时释放若干个中子，如果这些中子再引起其它重核的裂变，就可以使这种裂变反应不断的进行下去，这种反应叫重核裂变的链式反应二、典型例题例 1.雷蒙德?戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(v。
)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为νe+3717Cl→3718Ar十0-1e已知3717Cl核的质量为36.95658 u，3718Ar核的质量为36.95691 u，0-1e的质量为0.00055 u，1 u质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为(A)0.82 Me V (B)0.31 MeV (C)1.33 MeV (D)0.51 MeV[解析]由题意可得：电子中微子的能量 E =mc2-(mAr+me-mCl)?931.5MeV=(36.95691+0.00055-36.95658)×931.5MeV=0.82MeV则电子中微子的最小能量为Emin=0.82MeV[点评] 应用爱因斯坦质能方程时，注意单位的使用。
高中物理核反应课程教案
高中物理核反应课程教案
课程主题：核反应的基本原理和应用
教学目标：
1. 了解核反应的基本概念和原理
2. 能够解释核反应在核能利用中的应用
3. 掌握核反应的方程式和计算方法
4. 能够分析和评价核反应在社会生产生活中的作用
教学内容：
第一节：核反应概念
1. 核反应的定义和基本概念
2. 核素、同位素的概念
3. 核反应的种类及示例
第二节：核反应的原理
1. 核裂变和核聚变的原理
2. 质能转化定律的应用
3. 核反应链的概念和实例
第三节：核反应在核能利用中的应用
1. 核电站的工作原理和组成
2. 核能在能源领域的应用及优缺点
3. 核反应在医疗、工业等领域的应用
教学方法：
1. 理论讲解：通过讲解核反应的基本概念和原理，引导学生理解核反应的基本原理和应用
2. 实验演示：利用实验演示来展示核反应的过程，增强学生的理解和记忆
3. 讨论交流：通过讨论和交流，引导学生分析核反应在社会中的应用和影响
评价方法：
1. 知识检测：通过考试和笔试检测学生对核反应相关知识的掌握程度
2. 实验报告：要求学生完成实验报告，评价其实验能力和分析能力
3. 课堂表现：评价学生在课堂上的积极性和学习态度
教学资源：
1. 教科书：《高中物理课本》
2. 实验仪器：核反应实验箱、核反应器等
3. 多媒体课件：包括视频、图片等展示核反应的过程
扩展活动：
1. 参观核电站：组织学生到当地核电站参观，加深对核反应原理的理解
2. 观看纪录片：推荐相关纪录片，帮助学生了解核反应在生产生活中的应用注：本教案仅供参考，具体教学内容和方法可根据实际情况进行调整。
核反应堆物理分析 第3章
4π
φ (r , E ) = ∫ φ (r , E , Ω)dΩ
4π
这些量是反应堆物理经常需要计算的量。 这些量是反应堆物理经常需要计算的量。
要求解反应堆内中子密度和中子通量密度的分布一般 采用两种方法： 采用两种方法： 确定论方法---根据边界条件和初始条件解数学物理方程 确定论方法 根据边界条件和初始条件解数学物理方程 得出所求问题的精确解或近似解。 得出所求问题的精确解或近似解。 适用于问题的几何结构不太复杂的情况。 适用于问题的几何结构不太复杂的情况。 非确定论方法—又称为 方法， 非确定论方法 又称为Monte Carlo方法，是基于统计 又称为 方法 概率理论的方法， 概率理论的方法，适用于问题的几何结构 比较复杂的情况。 比较复杂的情况。 本章是用确定论方法研究中子的输运过程建立描述中子在 介质输运过程的中子扩散方程 中子扩散方程。 介质输运过程的中子扩散方程。中子扩散方程是研究中子 在介质内运动的基本方程， 在介质内运动的基本方程，它是研究反应堆理论的重要工 具和基础。 具和基础。
S V V
产生率 设中子源分布函数用S(r,t)表示，在体积 内中子产生率 表示， 设中子源分布函数用 表示 在体积V内中子产生率
产生率 = ∫ S (r , t )dV
V
吸收率 在体积V内中子吸收率 在体积 内中子吸收率 吸收率 = ∫V ∑ a φ (r , t )dV 中子数的守恒方程可以表达为
3.1 单能中子扩散方程
中子的扩散和气体分子的扩散很相似， 中子的扩散和气体分子的扩散很相似， 它们都从浓度高的区域向浓度底的区域 扩散， 扩散，扩散的速率与粒子的密度的梯度 成正比，既都服从“ 扩散定律” 成正比，既都服从“斐克扩散定律”。 由于在热堆中子密度（ 由于在热堆中子密度（1016/m3）比介质 的原子核密度（ 小很多， 的原子核密度（ 1028/m3 ）小很多，因 此它与气体分子的扩散又有不同， 此它与气体分子的扩散又有不同，主要 区别在于： 区别在于：分子扩散是由于分子间的 碰撞引起， 碰撞引起，而中子的扩散主要是由中子 与原子核之间碰撞的结果，中子之间的 与原子核之间碰撞的结果， 相互碰撞可以忽略不计。 相互碰撞可以忽略不计。
核反应PPT教学课件
第58讲 │ 考点整合
四、核反应
1．规律：质量数守恒和__电__荷__数__守__恒________． 2 ． 核 反 应 类 型 ： 核 反 应 有 __人__工__转__变______ 、 衰 变 、 __重__核__的__裂__变____、轻核的聚变． 五、核能 1．核能：核子结合成原子核需要放出能量，叫原子的__结__合__能__， 称为核能． 2．质量亏损：组成原子核的核子的质量与原子核的质 __量 ___之__差_(或 者参加核反应的原子核总质量与生成新原子核的总质量之差)叫质 量亏损．
3．爱因斯坦质能方程：凡具有质量的物体都具有能量，物体 的质量和能量间的关系为：_E_＝__m__c_2_.若原子核质量亏损为 Δm，对 应释放的能量为__Δ__E_＝__Δ_m__c_2 ___．
第58讲 │ 要点探究
要点探究
► 探究点一 核反应方程
1．典型的核反应方程比较
类型 可控性 核反应方程典例
第58讲 核反应 、核能
第58讲 │ 编读互动
编读互动
1．本讲的重点是原子核反应、核能的计算，衰变与动量守恒 结合的综合问题是高考的热点问题．
2．本讲要求学生能够写出核反应方程，会计算核反应中释放 的核能，能分析求解核反应与动量结合的问题．
(1)通过例 1 及变式题复习核反应遵循的规律． (2)通过例 2 及变式题复习原子核的衰变和放射线的特性． (3)通过例 3 及变式题复习质量亏损及核能的计算． (4)通过例 4 及变式题复习核反应、核能计算与动量守恒问题 的综合．
第58讲 │ 考点整合
考点整合
一、三种射线 1．α 射线：α 射线是高速粒子流，α 粒子就是 _____氦__原__子__核_____；α 粒子的速度可以达到光速的十分之一；α 射 线穿透能力弱，电离能力___强_____． 2．β 射线：β 射线是高速_电__子__流___，速度可达光速的 99%； 它的电离作用__较__弱____，穿透能力较强． 3．γ 射线：γ 射线是能量很高的__电__磁__波__，波长很短，在 10－ 10 m 以下；它的电离作用更小，穿透能力__更__强____．
5.3 核力与核反应方程课件 高二下学期物理粤教版(2019)选择性必修第三册
）
36
22
22
万
Gm
Gm //rr Gm
Gm 10
10 (10
(10 ))
结论：原子核中的质子要靠自身的万有引力来抗衡相互间的库仑斥力
是不可能的。
再猜想：核子之间一定存在着第三种力，使核子能紧密的结合在一起。
三、核力及四种基本互相作用
实验
粒子电性
α粒子轰击氮核
正电
α粒子轰击铍核
不带电
中子和质子统称为核子
（二）原子核组成：中子和质子
粒子质量
与氢原子的
质量相近
与质子的质
量相近
一、原子核的组成
（三）原子核常用表示符号
A
Z
X
其中X为元素的符号，
A表示原子核的质量数，
Z表示电荷量数，即质子数
A-Z表示原子核包含的中子数。
1
1
1
0
0
−1
四、结合能
问题：如何求解原子核的结合能？
质能方程
E=mc2
爱因斯坦
(1) 物体具有的能量跟它的质量存在着简单正比关系。
（2）任何质量为m的物体都具有大小相当于mc2的能量。
（3）物体的质量发生变化，相对应的能量也会变化。 ΔE
= Δmc2
四、结合能
中子与质子结合成氘原子核
1
0
n H H
克服核力做功，吸收能量
②将一个质子和中子结合在一起，会产生什么现象？
放出能量
Part 04
结合能
四、结合能
将原子核拆分成单个核子需要吸收的能量。
将单个核子结合成原子核需要放出的能量。
高二物理课件：核反应 核能
然后，根据质能方程 E mc2 计算核能。
注意的几个问题 （1）在核能计算和表示中常用eV和MeV，应记住以下关系：
1eV 1.602210-19J 1MeV 106 eV
（2）如果质量 m 以原子质量单位（u）为单位，可用如
下相当关系来计算核能。1u = 931.5MeV(见练习三第（2）题
1.什么是原子核的人工转变？什么是核反 应？如何表示核反应过程？试举例说明， 核反应与化学反应最本质的区别是什么？
2.核反应遵守哪些规律？
3.如何确认核反应产物？
一.核反应
1.原子核的人工转变 2.核反应：在核物理学中，原子核在其它粒子
的轰击下产生新原子核的过程。 核反应可以用核反应方程表示。
发现质子的核反应方程式：177
（3）如果在某些核反应中，物体的能量增加了，说明该核
反应中物体的质量不是亏损，而是增加了。如：把氘核分解
成独立的中子和质子时，应从外界吸收2.2MeV的能量
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义是什么？如何理解质能方程？
E表示物体的能量，m表示物体的质量，c表
示真空中的光速。
二.核能的产生与计算
1.核能从哪里来的呢？ 核能——核反应中放出的能量。 爱因斯坦质能方程E =mc2中各量的物理意义是什么？如何理解质能方程？ E表示物体的能量，m表示解：
能。因此，我们可以说，核反应中有巨大的能量释放，
是因为核反应中物体出现质量亏损。
二.核能的产生与计算
1.核能从哪里来的呢？ 核能——核反应中放出的能量。 爱因斯坦质能方程E =mc2中各量的物理意义是什么？如何理解质能方程？ E表示物体的能量，m表示物体的质量，c表示真空中的光速。
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目录题目１ (2)1.1 问题描述 (2)1.2 输入卡描述 (2)1.3 运行结果 (4)题目２ (5)２.1 问题描述 (5)２.2 输入卡描述 (5)２.3 运行结果 (7)题目３ (8)３.1 问题描述 (8)３.2 输入卡描述 (8)３.3 运行结果 (10)题目４ (11)４.1 问题描述 (11)４.2 输入卡描述 (12)４.3 运行结果与分析 (15)贡献及心得体会 (17)题目１1.1问题描述试对下面描述的问题进行5000个中子，100次循环的临界计算。
1．如下图所示（注意坐标，可自行改变坐标），中间黑色部分为Pu239(100%)圆筒，外围包着的是天然U反射层，初始燃料源处于(3.5, 0, 0)点。
其数据如下：Pu: ρ＝15.8g/ccU: ρ＝18.8 g/cc质量百分比：U-238 99.2745％U-235 0.72％1.2 输入卡描述1.2.1 几何描述<?xml version="1.0"?><geometry><surface id="1" type="x-cylinder" coeffs="0 0 4.935" boundary="transmission"/> <surface id="2" type="x-plane" coeffs="0" boundary="vacuum"/><surface id="3" type="x-plane" coeffs="6.909" boundary="vacuum"/><surface id="4" type="x-cylinder" coeffs="0 0 9.935" boundary="vacuum"/><cell id="1" material="1" region="-1 2 -3" /><cell id="2" material="2" region="1 2 -3 -4" /><cell id="3" material="void" region="-2|3|4" /></geometry>1.2.2 材料描述<?xml version="1.0"?><materials><material id="1" ><density value="15.8" units="g/cc" /><nuclide name="Pu-239" xs="71c" ao="1"/></material><material id="2" ><density value="18.8" units="g/cc" /><nuclide name="U-235" xs="71c" wo="0.0072"/><nuclide name="U-238" xs="71c" wo="0.992745"/></material></materials>1.2.3源描述<?xml version="1.0"?><settings><eigenvalue><batches>100</batches><inactive>5</inactive><particles>5000</particles></eigenvalue><cross_sections> /home/liuwenmo/openmc-develop/data/nndc/cross_sections.xml </cross_sections><source><space type="point"><parameters>3.5 0 0</parameters></space></source></settings>1.3 运行结果与分析结果分析：题目２２.1 问题描述如下图所示，中间黑色部分为Pu 239(100%)圆筒，外围包着的是天然U反射层, 初始燃料源处于(3.5, 0, 0)点。
其数据如下：Pu: ρ＝15.8g/ccU: ρ＝18.8g/cc原子百分比：238 99.2745％235 0.72％２.2 输入卡描述2.2.1 几何描述<?xml version="1.0"?><geometry><surface id="1" type="x-cylinder" coeffs="0 0 4.935" boundary="transmission"/><surface id="2" type="x-plane" coeffs="0" boundary="transmission"/><surface id="3" type="x-plane" coeffs="6.909" boundary="transmission"/> <surface id="4" type="x-cylinder" coeffs="0 0 9.935" boundary="vacuum"/> <surface id="5" type="x-plane" coeffs="-5" boundary="vacuum"/><surface id="6" type="x-plane" coeffs="11.909" boundary="vacuum"/><cell id="1" material="1" region="-1 2 -3" /><cell id="2" material="2" region="(1 2 -3 -4)|(-4 5 -3)|(-4 -6 2)" /><cell id="3" material="void" region="4|-5|6" /></geometry>2.2.2 材料描述<?xml version="1.0"?><materials><material id="1" ><density value="15.8" units="g/cc" /><nuclide name="Pu-239" xs="71c" ao="1"/></material><material id="2" ><density value="18.8" units="g/cc" /><nuclide name="U-235" xs="71c" wo="0.0072"/><nuclide name="U-238" xs="71c" wo="0.992745"/></material></materials>2.2.3源描述<?xml version="1.0"?><settings><eigenvalue><batches>100</batches><inactive>5</inactive><particles>5000</particles></eigenvalue><cross_sections> /home/liuwenmo/openmc-develop/data/nndc/cross_sections.xml </cross_sections><source><space type="point"><parameters>3.5 0 0</parameters></space></source></settings>２.3 运行结果与分析结果分析：题目３３.1 问题描述Exercise 3 is a bare (unreflected) UO2F2solution cylinder.The weight percent of 235U in the uranium is 4.89 %. The solution has a radius of 20.12 cm and a height of 100.0 cm. An aluminum tank with a thickness of 0.1587 cm on the sides and bottom, and a height of 110.0 cm contains the solution. There is no lid on the tank. The region from the top of the solution to the top of the aluminum tank is void. The data for this problem follows:溶液密度：0.096586 atoms/b-cm 铝密度：2.7g/cc溶液原子百分比：H1: 5.7058e-2，O8:3.2929e-2，F9: 4.3996e-3，U238 2.0909e-3 U235 1.0889e-4初始燃料源位置（0 0 50）提示：描述溶液材料时要添加<sab name="HH2O" xs="71t" />３.2 输入卡描述3.2.1 几何描述<?xml version="1.0"?><geometry><surface id="1" type="z-cylinder " coeffs="0 0 20.12" boundary="transmission"/> <surface id="2" type="z-cylinder " coeffs="0 0 20.2787" boundary="vacuum"/> <surface id="3" type="z-plane " coeffs="0" boundary="transmission"/><surface id="4" type="z-plane " coeffs="100" boundary="transmission"/><surface id="5" type="z-plane " coeffs="110" boundary="vacuum"/><surface id="6" type="z-plane " coeffs="-0.1587" boundary="vacuum"/><cell id="1" material="1" region="-1 3 -4" /><cell id="2" material="void" region="-1 4 -5" /><cell id="3" material="2" region="(1 -2 -5 3 )|(-2 -3 6 )" /><cell id="4" material="void" region="2|5|-6" /></geometry>3.2.2 材料描述<?xml version="1.0"?><materials><material id="1" ><sab name="HH2O" xs="71t" /><density value="0.096586" units="atom/b-cm" /><nuclide name="H-1" xs="71c" ao="5.7058e-02"/><nuclide name="O-16" xs="71c" ao="3.2929e-02"/><nuclide name="F-19" xs="71c" ao="4.3996e-03"/><nuclide name="U-238" xs="71c" ao="2.0909e-03"/><nuclide name="U-235" xs="71c" ao="1.0889e-04"/></material><material id="2" ><density value="2.7" units="g/cc" /><nuclide name="AL-27" xs="71c" ao="1"/></material></materials>3.2.3源描述<?xml version="1.0"?><settings><eigenvalue><batches>100</batches><inactive>5</inactive><particles>5000</particles></eigenvalue><cross_sections> /home/liuwenmo/openmc-develop/data/nndc/cross_sections.xml </cross_sections><source><space type="point"><parameters>0 0 50</parameters></space></source></settings>３.3 运行结果与分析结果分析：题目４４.1 问题描述有下图的栅元结构尺寸如下：栅距：13.3mm燃料棒外径：8.43mm包壳内径：8.6mm包壳外径：10mm包壳和燃料棒之间有空隙（真空）边界条件：栅元边界全反射燃料材料为UO2,,不同富集度下的原子个数之比为包壳材料密度为6.55 g/cc,成分为Sn 0.0126Fe0.00357Cr0.00192O0.00625Zr1.08（均为原子个数比）冷却剂材料：含硼水，硼浓度为1000ppm密度为0.75 g/cc其原子个数比为：H：2O：1B10：0.0003300248，B11：0.0013367669 计算不同富集度下栅元的有效增殖系数，并简单分析计算结果４.2 输入卡描述1.2.1 几何描述<?xml version="1.0"?><geometry><surface id="1" type="z-cylinder" coeffs="0 0 0.4215" boundary="transmission"/> <surface id="2" type="z-cylinder" coeffs="0 0 0.43" boundary="transmission"/> <surface id="3" type="z-cylinder" coeffs="0 0 0.5" boundary="transmission"/><surface id="4" type="x-plane" coeffs="0.665" boundary="reflective"/><surface id="5" type="x-plane" coeffs="-0.665" boundary="reflective"/><surface id="6" type="y-plane" coeffs="0.665" boundary="reflective"/><surface id="7" type="y-plane" coeffs="-0.665" boundary="reflective"/><cell id="1" material="1" region="-1" /><cell id="2" material="void" region="1 -2" /><cell id="3" material="2" region="2 -3" /><cell id="4" material="3" region="3 -4 5 -6 7" /></geometry>1.2.2 材料描述（1）当富集度为1.8%时<?xml version="1.0"?><materials><material id="1" ><density value="18.8" units="g/cc" /><nuclide name="U-235" xs="71c" wo="0.0182339772"/><nuclide name="U-238" xs="71c" wo="0.9817660228"/><nuclide name="O-16" xs="71c" wo="2"/></material><material id="2" ><density value="6.55" units="g/cc" /><nuclide name="Sn-119" xs="71c" wo="0.0126"/><nuclide name="Fe-56" xs="71c" wo="0.00357"/><nuclide name="Cr-52" xs="71c" wo="0.00192"/><nuclide name="O-16" xs="71c" wo="0.00625"/><nuclide name="Zr-91" xs="71c" wo="1.08"/></material><material id="3" ><sab name="HH2O" xs="71t" /><density value="0.75" units="g/cc" /><nuclide name="H-1" xs="71c" ao="2"/><nuclide name="O-16" xs="71c" ao="1"/><nuclide name="B-10" xs="71c" ao="0.0003300248"/><nuclide name="B-11" xs="71c" ao="0.0013367669"/></material></materials>（2）当富集度为2.4%时<?xml version="1.0"?><materials><material id="1" ><density value="18.8" units="g/cc" /><nuclide name="U-235" xs="71c" wo="0.024*******"/> <nuclide name="U-238" xs="71c" wo="0.9756861677"/> <nuclide name="O-16" xs="71c" wo="2"/></material><material id="2" ><density value="6.55" units="g/cc" /><nuclide name="Sn-119" xs="71c" wo="0.0126"/><nuclide name="Fe-56" xs="71c" wo="0.00357"/><nuclide name="Cr-52" xs="71c" wo="0.00192"/><nuclide name="O-16" xs="71c" wo="0.00625"/><nuclide name="Zr-91" xs="71c" wo="1.08"/></material><material id="3" ><density value="0.75" units="g/cc" /><nuclide name="H-1" xs="71c" ao="2"/><nuclide name="O-16" xs="71c" ao="1"/><nuclide name="B-10" xs="71c" ao="0.0003300248"/><nuclide name="B-11" xs="71c" ao="0.0013367669"/></material></materials>（3）当富集度为3.1%时<?xml version="1.0"?><materials><material id="1" ><density value="18.8" units="g/cc" /><nuclide name="U-235" xs="71c" wo="0.0314081743"/> <nuclide name="U-238" xs="71c" wo="0.9685918257"/> <nuclide name="O-16" xs="71c" wo="2"/></material><material id="2" ><density value="6.55" units="g/cc" /><nuclide name="Sn-119" xs="71c" wo="0.0126"/><nuclide name="Fe-56" xs="71c" wo="0.00357"/><nuclide name="Cr-52" xs="71c" wo="0.00192"/><nuclide name="O-16" xs="71c" wo="0.00625"/><nuclide name="Zr-91" xs="71c" wo="1.08"/></material><material id="3" ><density value="0.75" units="g/cc" /><nuclide name="H-1" xs="71c" ao="2"/><nuclide name="O-16" xs="71c" ao="1"/><nuclide name="B-10" xs="71c" ao="0.0003300248"/><nuclide name="B-11" xs="71c" ao="0.0013367669"/></material></materials>2.2.3源描述<?xml version="1.0"?><settings><eigenvalue><batches>100</batches><inactive>5</inactive><particles>5000</particles></eigenvalue><cross_sections> /home/liuwenmo/openmc-develop/data/nndc/cross_sections.xml </cross_sections><source><space type="point"><parameters>0 0 0</parameters></space></source></settings>４.3 运行结果与分析（1）当富集度为1.8%时（2）当富集度为2.4%时（3）当富集度为3.1%时结果分析：贡献及心得体会。