清华大学核反应堆物理分析

1、热中子反应堆内，瞬发中子的平均寿期比自由中子的半衰期（ ）。

A、短的多；

B、长的多；

C、一样大。

1、某压水堆采用二氧化铀作燃料，其复集度为2.43%（重量），密度为104公斤/米2，计算：当中子能量为0.025ev时，二氧化铀的宏观吸收截面和宏观裂变截面（复集度表示铀－235在铀中所占的重量百分比）。

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

（0.025ev）。

3、求热中子（0.025ev）在轻水、重水和镉中运动时，被吸收前平均遭受的散射碰撞数。

4、试比较：将2.0M电子伏的中子束减弱到1/10所需的铝、钠和铝和铅的厚度。

5、一个中子运动两个平均自由程及1/2个平均自由程而不与介质发生作用的几率分别是多少？

6、堆芯的宏观裂变截面为5米-1，功率密度为20×106瓦/m3,求堆芯内的平均中子通量密度。

7、有一座小型核电站，电功率为15万千瓦，设电站的效率为27%，试估算该电站反应堆额定功率运行一小时所消耗的铀－235数量。

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，试估计停堆后24小时堆内裂变产物的居里数。

9、1）计算并画出中子能量为0.025电子伏时的复集铀的参数η与复集度的函数关系。

2）有一座热中子反应堆，无限增值系数为1.10，快中子裂变因子，逃脱共振几率和热中子利用系数三者的乘积为0.65，试确定该堆所用核燃料铀的复集度。

10、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，求堆芯的中子温度、热中子平均宏观截面和热中子利用系数。设堆芯是均匀的，介质温度为570开，

（ξσs）H2O=0.4567×10-26米2，（ξσs）Al=0.1012×10-28

米2，

（ξσs）U=0.126×10-28米2，堆芯的热中子能谱为麦克斯韦谱。

11、计算温度为535.5开、密度为0.802×103的水的热中子平均宏观吸收截面。

12、设核燃料中铀－235的浓缩度为3.2%（重量），试求其铀－235与铀－238的核数之比。

13、为使铀的η＝1.7，试求铀中铀－235的复集度为多少（设中子能量为0.0253电子伏）。

14、为了得到1千瓦小时的能量，需要使多少铀-235产生裂变。

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核发生裂变？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？

已知煤的燃烧热为Q=29兆焦/公斤。

16、某压水的电功率为990兆瓦，设电站的效率为32%，运行了3个月后停堆。试计算停堆后1分钟、1小时、10小时、1天10天、1月后的衰变热。同样计算运行一年后停堆的情况。

17、试求1吨天然铀的放射性强度和具有相同的放射性强度的21084Po的质量。

（～0.35居里；～80毫克）

1、有二束方向相反的平均热中子束射到铀－235的薄片上，

设其上某点自左面入射的中子束强度为1016中子/米2秒。自右面入射的中子束强度为2×1016中子/米2秒。

计算：（a）该点的中子通量密度；（b）该点的中子流密度。（c）设Σa＝19.2×102米-1，求该点的吸收率。

2、设在x处中子密度的分布函数是

n(x,E,Ω) =(n0/2π)×e-x/λeαE(1+cosμ)　其中，λ，α为常数，μ是Ω与x轴的夹角。

求：（a）中子总密度n(x);(b)与能量相关的中子通量密度

Φ(x,E);(c)中子流密度J(x,E)。

3、试证明在中子通量密度为各向同性的一点上。沿任何方向的中子流密度J+=Φ/4。

4、证明某表面上出射中子流J out、入射中子流J in和表面中子通量密度Φ（a）=2(J out +J in)。

5、在某球形裸堆（R=0.5米）内中子通量密度分布为

Φ（r）=(5×1017/r)sin(πr/R)中子/米2秒

试求：(a) Φ(0)；　(b)J(r)的表达式，设D=0.8×10-2米；　(c)每秒从堆表面泄漏的总中子数（假设外堆距离很小可略去不计）。

6、设一立方体反应堆，边长a＝9米。中子通量密度分布为Φ（x,y,z）=3.1017cos(πx/a)cos(πy/a)cos(πz/a)中子/米2秒，已知

D=0.84×10-2米，L=0.175米。

试求：（a）J(r)表达式；　（b）从两端及侧面每秒泄漏的中子数；　（c）每秒被吸收的中子数，（设外推距离很小可略去）。

7、圆柱体裸堆内中子通量密度分布为：　Φ（r,z）

=1016cos(πz/H)J0(2.405r/R)中子/米2秒

其中，H、R为反应堆的高度和半径（假定外推距离可略去不计）。试求：（a）径向和轴向的平均中子通量密度和最大中子通量密度之比；　（b）每秒从堆侧表面和两个端面泄漏的中子数；　（c）设H=7米，R=3米，反应堆功率为10兆瓦，σ5f=410靶，求反应堆内铀－235的装载量。

8、试计算E=0.025电子伏时的铍和石墨的扩散系数。

9、设某石墨介质内，热中子的微观吸收和散射截面分别为σa=4.5×10-2靶和σs=4.8靶。试计算石墨的热中子扩散长度L和吸收自由程λa，比较两者数值大小，并说明其差异的原因。

10、设有一天然铀－石墨均匀介质，设其体积比为V c/V v＝60。介质温度t=350摄氏度，试求该混合介质的扩散长度。