核反应堆物理分析 (谢仲生 吴宏春 张少泓 著) 西安交大、原子能出版社 课后答案3

2-1.某压水堆采用UO 2作燃料，其富集度为2.43%（质量），密度为10000kg/m3。试计算：当中子能量为0.0253eV 时，UO 2的宏观吸收截面和宏观裂变截面。

解：由18页表1-3查得，0.0253eV 时：(5)680.9,(5)583.5,(8) 2.7a f a U b U b U b

σσσ===由289页附录3查得，0.0253eV 时：()0.00027b

a O σ=以c 5表示富集铀内U-235与U 的核子数之比，表示富集度，则有：ε555235235238(1)

c c c ε=+?151(10.9874(1))0.0246c ε

?=+?=22M(UO )()N UO 所以，(N (8)N U =()2N O =22()()a f UO UO Σ=Σ2-2.和0.398，解：由18由289页附录3查得，0.0253eV 时：112() 1.5,() 2.2a a Al m H O m ??Σ=Σ=,()238.03,

M U =33

()19.0510/U kg m ρ=×可得天然U 核子数密度283()1000()/() 4.8210

()A N U U N M U m ρ?==×则纯U-235的宏观吸收截面：1(5)(5)(5) 4.82680.93279.2()

a a U N U U m σ?Σ=×=×=总的宏观吸收截面：120.002(5)0.6()0.398()8.4()

a a a a U H O Al m ?Σ=Σ+Σ+Σ=

P35，第6题

11

7

172

1111PV V 3.210P 2101.2510m

3.2105 3.210φφ???=Σ×××===×Σ××××Q P35，第12题每秒钟发出的热量：6

9100010 3.125100.32PT

E J

η×===×

运：

'N =m =6吨

2-3.为使铀的η＝1.7，试求铀中U-235富集度应为多少(E=0.0253eV)。

解：由18页表1-3查得，0.0253eV 时：(5)680.9,(5)583.5,(8) 2.7a f a U b U b U b

σσσ===,(5) 2.416

v U =由定义易得：(5)(5)(5)(5)(5)(5)(8)(8)

f

f v U v U N U U N U U N U U σησσ×Σ==Σ+(8)N U ?富集度ε=2-4./16

10J ×核燃料总的核反应次数=2626

7.5410(10.169)8.8110××+=×消耗的U-235质量=26238.8110235344()6.02101000

kg ××=××消耗的核燃料质量=344/20%1720()kg =

哈工程——核反应堆物理试题

哈尔滨工程大学——《核反应堆物理分析》复习资料 ——邓 立 例1 由材料组份→临界尺寸 有一由235U 和普通水均匀混合的实验用柱形热堆235U 浓度0.0145g/cm 3 。用单群修正理 论计算最小临界体积下的圆柱体积尺寸。已知: 235 U 对热中子的微观吸收截面为590靶，水的微观吸收截面为0.58靶，η=2.065，热中子在水中扩散面积 22 8.1TM L cm =，227M cm τ=。 例1解：由圆柱堆结果可知220 23H B π=，22 02 3(2.405)2R B ?= 由单群修正理论的临界方程：22 11k M B ∞ =+ 可得：2 2 1k B M ∞-= （1）求：k pf εη∞=，由于无238U ，1p ε== 即：k f η∞= 其中： aF aF aM f ∑= ∑+∑， 令aF aM z ∑= ∑，则： 1z f z = + 1.13F A aF aF F aF F M aM M aM A aM M N N A z N N A ρσσρσσ∑= ===∑ 则： 0.531f =， 1.0965k ∞= （2）求：2 2T T T M L τ=+ 11133()3sM T TM T s sF sM D D = =≈=∑∑+∑∑ （,sF sM F M N N σσ） 2223.841TM T aF aM T TM T T a L D D L cm z = =≈=∑∑+∑+ F FM T TM F T F TM D D ττ→→= ==∑∑ 则：2 22 30.84T T T M L cm τ=+= 2 32 21 1.09651 3.1291030.84 k B cm M --∞--= ==? 代入以上结果可得：097.23H cm =，2 2 2 3(2.405)52.662R cm B ==

19秋西交《普通物理》在线作业【答案】

【奥鹏】19秋西交《普通物理》在线作业 试卷总分:100 得分:100 第1题，质量为m的铁锤竖直从高度h处自由下落,打在桩上而静止,设打击时间为dt,则铁锤所受的平均冲力大小为( )(sqrt表示求方根) [A、]mg [B、]m?sqrt(2gh)/dt [C、]m?sqrt(2gh)/dt - mg [D、]m?sqrt(2gh)/dt + mg [提示：分析阅读上述试题，并作答] 正确的答案:D 第2题，一个质量为m的物体以初速为v0,抛射角为30°从地面斜上抛出。若不计空气阻力,当物体落地时,其动量增量的大小和方向为 ( ) [A、]增量为零，动量保持不变 [B、]增量大小等于mv0，方向竖直向下 [C、]增量大小等于mv0，方向竖直向上 [D、]增量大小等于sqrt(3)?mv0，方向竖直向下 [提示：分析阅读上述试题，并作答] 正确的答案:B 第3题，停在空中的气球的质量为m,另有一质量同为m的人站在一竖直挂在气球的绳梯上,若不计绳梯的质量,人沿梯向上爬高1m,则气球将( ) [A、]向上移动0.5m [B、]向下移动0.5m [C、]向上移动1m [D、]向下移动1m [提示：分析阅读上述试题，并作答] 正确的答案:B 第4题，A,B两木块质量分别为mA和mB,且mB =2 mA,两者用一轻弹簧连接后静止于光滑水平面上,今用力将木块压紧弹簧,使其压缩,然后将系统由静止释放,则此后两木块运动的瞬时动能(瞬时静止时刻除外)之比EA:EB为( ) [A、]1 [B、]2 [C、]sqrt(2) [D、]sqrt(2)/2 [提示：分析阅读上述试题，并作答] 正确的答案:B 第5题，有两个同样的木块,从同高度自由下落,在下落中,其中一木块被水平飞来的子弹击中,并使子弹陷于其中,子弹的质量不能忽略,不计空气阻力,则( ) [A、]两木块同时到达地面 [B、]被击木块后到达地面

哈尔滨工程大学834核反应堆物理2020考研专业课初试大纲

2020年考试内容范围说明 考试科目名称: 核反应堆物理 考试内容范围: 一、核反应堆的核物理基础 1.掌握截面、中子通量密度和核反应率的概念。 2.掌握截面随中子能量的变化规律。 3.掌握核裂变过程。 4.掌握反应堆内中子的循环过程。 二、中子的扩散与慢化 1.掌握中子的慢化。 2.掌握热中子反应堆内的中子能谱的分布规律。 3.掌握中子扩散方程及边界条件。 4.掌握非增殖介质内中子扩散方程的解法。 5.掌握分群扩散方法。 6.掌握扩散长度、慢化长度、徙动长度。 三、均匀反应堆的临界理论 1.掌握增殖介质内中子扩散方程的解法。 2.掌握热中子反应堆的临界条件。 3.掌握单群修正理论。 4.掌握反射层对反应堆的影响。 四、反应性的变化 1.掌握反应性的概念。 2.掌握中毒效应及对反应堆的影响。 3.掌握燃耗效应对反应堆的影响。 4.掌握核燃料的转换与增殖。 五、温度效应与反应性控制 1.掌握反应性温度系数及其对反应堆的影响。 2.掌握温度效应的机理及影响因素。 3.掌握反应性控制的原理。 4.掌握反应堆中反应性控制的方法及其特点。 六、反应堆中子动力学 1.掌握缓发中子在反应堆动力学中的作用。 2.掌握点堆中子动力学方程及其解，并能够用其分析问题。 3.掌握反应性变化时中子密度的响应，并能够用其分析问题。 七、中子输运理论 1.掌握中子输运方程及其边界条件。 考试总分：150分考试时间：3小时考试方式：笔试 考试题型：简答题（50~60分）计算题及证明题（60~70分）综合题（30分）参考书目 [1]曹欣荣.核反应堆物理基础.原子能出版社，2011 [2]谢仲生.核反应堆物理分析.西安交通大学出版社，原子能出版社，2004

核反应堆物理分析课后习题参考答案

核反应堆物理分析答案 第一章 1-1.某压水堆采用UO 2作燃料，其富集度为2.43%（质量），密度为10000kg/m3。试计算：当中子能量为0.0253eV 时，UO 2的宏观吸收截面和宏观裂变截面。 解：由18页表1-3查得，0.0253eV 时：(5)680.9,(5)583.5,(8) 2.7a f a U b U b U b σσσ=== 由289页附录3查得，0.0253eV 时：()0.00027b a O σ= 以c 5表示富集铀内U-235与U 的核子数之比，ε表示富集度，则有： 5 55235235238(1) c c c ε=+- 151 (10.9874(1))0.0246c ε -=+-= 25528 3 222M(UO )235238(1)162269.91000()() 2.2310() M(UO ) A c c UO N N UO m ρ-=+-+?=?==? 所以，26 352(5)() 5.4910()N U c N UO m -==? 28352(8)(1)() 2.1810()N U c N UO m -=-=? 28 32()2() 4.4610()N O N UO m -==? 2112()(5)(5)(8)(8)()() 0.0549680.9 2.18 2.7 4.460.0002743.2()()(5)(5)0.0549583.532.0() a a a a f f UO N U U N U U N O O m UO N U U m σσσσ--∑=++=?+?+?=∑==?= 1-2.某反应堆堆芯由U-235,H 2O 和Al 组成，各元素所占体积比分别为0.002,0.6和0.398，计算堆芯的总吸收截面(E=0.0253eV)。 解：由18页表1-3查得，0.0253eV 时： (5)680.9a U b σ= 由289页附录3查得，0.0253eV 时：112() 1.5,() 2.2a a Al m H O m --∑=∑=,()238.03,M U = 33()19.0510/U kg m ρ=? 可得天然U 核子数密度28 3()1000()/() 4.8210()A N U U N M U m ρ-==? 则纯U-235的宏观吸收截面：1(5)(5)(5) 4.82680.93279.2()a a U N U U m σ-∑=?=?= 总的宏观吸收截面：120.002(5)0.6()0.398()8.4()a a a a U H O Al m -∑=∑+∑+∑= 1-6 11 7172 1111 PV V 3.210P 2101.2510m 3.2105 3.210φφ---=∑???===?∑????

西安交通大学大学物理教学大纲(128)汇总

“大学物理（A）”课程教学大纲 英文名称：University Physics 课程编号：PHYS1009 课程类型：必修 学时：128 学分：8 适用对象：理工科各专业学生 先修课程：高等数学高中物理 使用教材及参考书： 教材：大学物理（吴百诗主编）科学出版社 参考书：吴锡珑主编“大学物理教程”高教出版社 程守洙主编“普通物理学”高教出版社 张三慧主编“大学物理学”清华大学出版社 一、课程的性质、目的及任务 物理学是研究物质的基本结构﹑相互作用和物质最基础最普遍运动形式(机械运动,热运动,电磁运动,微观粒子运动等)及其相互转化规律的学科。 物理学的研究对象具有极大普遍性,它的基本理论渗透在自然科学的一切领域、应用于生产技术的各个部门,它是自然科学许多领域和工程技术发展的基础。 以物理学基础知识为内容的大学物理课程,它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识等都是一个高级工程技术人员必备的。因此，大学物理课是我校理工科各专业学生的一门重要必修基础课。 开设大学物理课程的目的,一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础；另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法，这对开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才素质等,都会起到重要作用。学好物理课,不仅对学生在校的学习十分重要,而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论﹑新技术﹑不断更新知识等,都将发挥深远影响。 二、课程的基本要求 1.使学生对物理学所研究的各种物质运动形式以及它们之间的联系有比较全面和系统的认识;对大学物理课中的基本理论、基本知识能够正确地理解,并且有初步应用的能力。 2.通过教学环节,培养学生严肃的科学态度和求实的科学作风。根据本课程的特点,在传授知识的同时加强对学生进行能力培养,如通过对自然现象和演示实验的观察等途径,培养学生从复杂的现象中抽象出带有物理本质的内容和建立物理模型的能力、运用理想模型和适当的数学工具定性分析研究和定量计算问题的能力以及独立获取知识与进行知识更新的能力,联系工程实际应用的能力等。 3.在理论教学中,要根据学生情况精讲基本内容,有些内容可安排学生自学或讨论,并要安排适当课时的习题课;要充分利用演示实验、录像等形象化教学手段,应尽量发挥计算机多媒体在物理教学中的作用,以提高教学效果。在教学过程中,还要处理好与中学物理的衔接与过渡,一方面要充分利用学生已掌握的物理知识,另一方面要特别注意避免和中学物理不必要的重复。在与后继有关课程的关系上,考虑到本课程的性质,应着重全面系统地讲 授物理学的基本概念、基本规律和分析解决问题的基本方法,不宜过分强调结合专业。

哈工程核反应堆物理2012回忆版

哈尔滨工程大学核反应堆物理2012回忆版（简答题第8题后半个小问题记得不是很清楚了，其它七个小问基本全部全面，其中序号可能有部分出入。解答题语序可能不能完全对上号，但题意表达齐全，第四题滴字不漏，数据分毫不漏，此题是曹欣荣赵强版课后习题第21题和第23题的改版，数据都没换；第五题的两个小问的问题有点乱，实在是记不清楚了，只写了个大概，部分字母表示不是很 准确） 一、简答题：（每道10分，共80分） 1.热中子反应堆中为什么要使用慢化计？慢化计的选择原则？ 2.缓发中子是如何产生的？缓发中子在反应堆中的作用？ 3.什么是多普勒效应？为什么燃料的温度系数是负值？ 4.简述热中子反应堆的中子循环过程，并写出四因子公式。 5.简述新堆启动、功率平衡、升功率、降功率、停堆和在重新启动过程中钐数目的变化？ 6.什么是反应堆堆芯寿期？比较在平衡氙堆芯寿期情况和最大氙堆芯寿期情况对反应堆运行有什么影响？ 7.什么是微分价值和积分价值？造成控制棒间的相互干涉效应的原因？ 8.简述热中子反应堆内热中子能谱分布，分析共振吸收的变化对反应堆微观截面的影响？ 二、（10分）一无限大平板，k00=1，(两边加反射层，将所有的中子都放射会堆芯所有中子都反射回堆芯，没有泄露)，问中子通量密度能否在一稳定功率下运行？不可以，说明理由；可以，请推导出。 三、（20分）一无限高宽a长b的方形热中子反应堆，单位高度上所产生的功率为P，每次核裂变释放的能量为Er,宏观裂变截面为(佘格马f)，求出其中子通量密度分布。 四、（20分）有一个由和石墨均匀混合而成的半径为100cm的临界的球形裸堆，利用修正的一群理论计算：临界质量。已知的热裂变因数n=2.065，热吸收截面590靶，石墨的热扩散面积3500cm2，中子年龄368，热吸收截成0.003靶，密度1.6g/cm3。 五、（20分）考虑缓发中子和外在中子源存在，运用点堆模型 （1）分析有效增殖因子小于1时，能否使中子通量密度在一稳定水平运行，若不能说明原因，若能请求出？ （2）若反应堆周期小于80秒，紧急停堆需要多长时间中子通量密度与原中子通量密度之为，以及后续中子通量变化情况？

西交《普通物理》在线作业【资料答案】

西交《普通物理》在线作业 试卷总分:100 得分:100 一、单选题 (共 40 道试题,共 80 分) 1.质量为m的铁锤竖直从高度h处自由下落,打在桩上而静止,设打击时间为dt,则铁锤所受的平均冲力大小为( )(sqrt表示求方根) A.m?sqrt(2gh)/dt - mg B.m?sqrt(2gh)/dt + mg C.m?sqrt(2gh)/dt D.mg 答案:B 2.一个质量为m的物体以初速为v0,抛射角为30°从地面斜上抛出。若不计空气阻力,当物体落地时,其动量增量的大小和方向为 ( ) A.增量大小等于sqrt(3)?mv0，方向竖直向下 B.增量大小等于mv0，方向竖直向下 C.增量大小等于mv0，方向竖直向上 D.增量为零，动量保持不变 答案:B 3.停在空中的气球的质量为m,另有一质量同为m的人站在一竖直挂在气球的绳梯上,若不计绳梯的质量,人沿梯向上爬高1m,则气球将( ) A.向下移动1m B.向下移动0.5m C.向上移动1m D.向上移动0.5m 答案:B 4.A,B两木块质量分别为mA和mB,且mB =2 mA,两者用一轻弹簧连接后静止于光滑水平面上,今用力将木块压紧弹簧,使其压缩,然后将系统由静止释放,则此后两木块运动的瞬时动能(瞬时静止时刻除外)之比EA:EB为( ) A.sqrt(2)/2 B.sqrt(2) C.2 D.1 答案:C 5.有两个同样的木块,从同高度自由下落,在下落中,其中一木块被水平飞来的子弹击中,并使子弹陷于其中,子弹的质量不能忽略,不计空气阻力,则( ) A.被击木块后到达地面 B.被击木块先到达地面 C.条件不足，无法确定 D.两木块同时到达地面 答案:A

核反应堆物理课程报告

核反应堆物理课程报告 罗晓 2014151214

有关反应堆反应性的研究报告 作者：罗晓 摘要：本学期我们进行了《反应堆物理》课程的学习，在学习之尾，为了检验学习成果，特在此做有关反应堆反应性的研究报告。在反应堆研究的各个方面，反应性的研究不可忽视，在反应堆运行期间,为了能在给定的功率条件下稳定地运行,且能满足紧急停堆、功率调节、补偿控制等要求,必须引入各种形式的反应性。而确定需要引入反应性的数量和采用何种方式进行高效与安全的控制,以及各种控制类型之间反应性的分配,是核反应堆堆芯设计的一个十分重要的方面。为了对立面的有关机理进行更加详细的了解,下面对各种反应性进行了综合分析,且对其稳定性进行了分析,得出了全面的控制机制和详细的动态特性。这对反应堆的堆芯设计、有效控制和安全运行具有重要的参考意义。 关键词：反应堆、反应性、控制 首先，我们在此解释反应性的概念。宏观上来说，反应性即为反映核反应堆状态的一种物理量。数学定义如下： 其中：k 为反应堆的有效增值系数 从上式来看，反应性表征了反应堆偏离临界状态的程度。在反应堆内引入反应性有很多种办法，而经常用到的有如下几种:(1)向堆内插入可移动的且具有较强中子吸收能力的控制棒，常采用由银 － 铟 － 镉合金组成的控制棒组件，他们通过控制棒驱动机构有效控制，我们将这部分反应性记为1ρ ;(2)向堆芯内装入对中子吸收截面较大的固体物质———可燃毒物，在堆芯运行期间，随着核燃料一起逐渐被消耗掉，我们将其记为2ρ ;(3)在轻水堆中，将对中子吸收截面较大的物质溶解在冷却剂中，将其称为可溶毒物，用 3ρ 表示。以上引入的这些反应性，无论是因操作需要而人为引入的，还是由于意外事故的发生而造成的(如控制棒被抛出或冷却剂泵损坏)，他们都是通过改变外加中子吸收物质来实现的。 同时，反应堆内反应性的变化应该考虑一下三种情况： （1）温度效应 因反应堆温度效应变化而引起的ρ发生变化的效应，称为反应性的温度效应。温度效应可以用反应性温度系数来衡量。负的温度系数对于反应堆安全运行有重要意义。 1=K K ρ-

《核反应堆物理分析》公式整理

第1章—核反应堆物理分析 中子按能量分为三类: 快中子(E ﹥0.1 MeV),中能中子(1eV ﹤E ﹤0.1 MeV),热中子(E ﹤1eV). 共振弹性散射A Z X + 01n → [A+1Z X]*→A Z X + 01n 势散射A Z X + 01n →A Z X + 01n 辐射俘获是最常见的吸收反应.反应式为A Z X + 01n → [A+1Z X]*→A+1Z X + γ 235 U 裂变反应的反应式23592U + 01n → [23692U]*→A1Z1X + A2Z2X +ν01n 微观截面ΔI=-σIN Δx /I I I IN x N x σ-?-?==?? 宏观截面Σ= σN 单位体积内的原子核数0N N A ρ= 中子穿过x 长的路程未发生核反应，而在x 和x+dx 之间发生首次核反应的概率P(x)dx= e -Σx Σdx 核反应率定义为R nv =∑单位是中子∕m 3?s 中子通量密度nv ?= 总的中子通量密度Φ0 ()()()n E v E dE E dE ?∞ ∞ Φ==?? 平均宏观截面或平均截面为()()()E E E E dE R E dE ????∑∑== Φ ? ? 辐射俘获截面和裂变截面之比称为俘获--裂变之比用α表示f γ σασ= 有效裂变中子数1f f a f γνσνσν ησσσα === ++ 有效增殖因数eff k = +系统内中子的产生率 系统内中子的总消失（吸收泄漏）率

四因子公式s d eff n pf k k n εη∞ΛΛ= =Λk pf εη∞= 中子的不泄露概率Λ= +系统内中子的吸收率 系统内中子的吸收率系统内中子的泄露率 热中子利用系数f =燃料吸收的热中子 被吸收的热中子总数 第2章-中子慢化和慢化能谱 2 11A A α-??= ?+?? 在L 系中，散射中子能量分布函数[]' 1 (1)(1)cos 2 c E E ααθ= ++- 能量分布函数与散射角分布函数一一对应(')'()c c f E E dE f d θθ→= 在C 系内碰撞后中子散射角在θc 附近d θc 内的概率: 2d 2(sin )sin d ()42 c c r r d f d r θπθθθθ θθπ= ==对应圆环面积球面积 能量均布定律()(1)dE f E E dE E α' ''→=- - 平均对数能降2(1)11ln 1ln 121A A A A αξαα-+?? =+=- ?--?? 当A>10时可采用以下近似22 3 A ξ≈ + L 系内的平均散射角余弦0 μ00 1223c c d A π μθθ== ? 慢化剂的慢化能力ξ∑s 慢化比ξ∑s /∑a 由E 0慢化到E th 所需的慢化时间t S 0 ()th E s s E E dE t v E λλξ?? =- =?

《普通物理》习题三答案

《普通物理》习题三答案 一、单项选择题（本大题共40小题，每小题2分，共80分） 1、下列说法中哪一个是正确的？（ D ） A 、合力一定大于分力 B 、物体速率不变，所受合外力为零 C 、速率很大的物体，运动状态不易改变 D 、质量越大的物体，运动状态越不易改变 2、物体自高度相同的A 点沿不同长度的光滑斜面自由下滑，如下图所示，斜面倾角多大时，物体滑到斜面底部的速率最大（ D ） A 、30o B 、45o C 、60o D 、各倾角斜面的速率相等。 3、如下图所示，一轻绳跨过一定滑轮，两端各系一重物，它们的质量分别为1m 和2m ，且12m m >，此时系统的加速度为a ，今用一竖直向下的恒力1F m g =代替1m ，系统的加速度为'a ，若不计滑轮质量及摩擦力，则有（ B ） A 、'a a = B 、'a a > C 、'a a < D 、条件不足不能确定。 4、一原来静止的小球受到下图1F 和2F 的作用，设力的作用时间为5s ，问下列哪种情况下，小球最终获得的速度最大（ C ） A 、16F N =，20F = B 、10F =，26F N = C 、128F F N == D 、16F N =，28F N =

5、三个质量相等的物体A 、B 、C 紧靠一起置于光滑水平面上，如下图，若A 、C 分别受到水平力1F 和2F 的作用（12F F >），则A 对B 的作用力大小（ B ） A 、12F F - B 、12233F F + C 、12233F F - D 、12323F F + 6、用锤压钉不易将钉压入木块内，用锤击钉则很容易将钉击入木块，这是因为（ D ） A 、前者遇到的阻力大，后者遇到的阻力小 B 、前者动量守恒，后者动量不守恒 C 、后者动量变化大，给钉的作用力就大 D 、后者动量变化率大，给钉的作用冲力就大 7、如图所示，木块质量1m 2m ，由轻质弹簧相连接，并静止于光滑水平桌面上，现将两木块相向压紧弹簧，然后由静止释放，若当弹簧伸长到原来长度时，1m 的速率为1v ，则弹簧原来压缩状态时所具有的势能为（ C ） A 、2112m v B 、()21 22112m m m m v -????? C 、()2122112m m m m v +????? D 、()21212m m v + 8、质量为52010kg -?的子弹以400m s 的速率沿图示方向击入一原来静止的质量为598010kg -?的摆球中，摆线长为1m ，不可伸缩，则子弹击入后摆球的速度大小为（ A ） A 、4m s B 、8m s C 、2m s D 、8m s π

核反应堆物理分析教学大纲

“核反应堆物理分析”课程教学大纲 英文名称：Analysis of Nuclear Reactor Physics 课程编码：NUCL0006 学时：64学分：4 适用对象：核能专业本科 先修课程：核辐射物理基础 使用教材及参考书： 谢仲生主编，《核反应堆物理分析》，西安交大出版社，2004年 一、课程性质、目的和任务 “核反应堆物理分析”是核能专业区别于常规能源动力类专业的核心课程，是核工程与核技术专业的专业基础理论课程。讲述的是中子核反应的基础理论和分析计算方法，讲述的内容主要包括中子与原子核的作用、中子慢化与扩散、核反应堆临界理论、反应性控制、核燃料循环与管理等。 “核反应堆物理分析”课程主要讲授核反应堆的基础理论知识，目的是培养学生具备从事核反应堆工程领域或相关工作的基础知识。任务是让学生掌握核反应堆基础理论知识和基本原理。 二、教学基本要求 1.注重讲解物理概念，帮助学生正确理解抽象的知识。 2.培养学生的分析问题理解问题的能力，切实掌握所学知识。 3．达到全部理解并接受基本知识的目的。 三、教学内容及要求 第一章核反应堆的核物理基础 本章主要介绍学习本课程所必须具备的基础知识和基本概念，主要包括：中子与原子核的相互作用，中子截面和核反应率，共振吸收，核裂变过程，热中子能谱和链式裂变反应等。 第二章中子慢化和慢化能谱

本章主要讲述中子在慢化过程中的规律和相关知识，主要有：中子的弹性散射过程，无限均匀介质中子的慢化能谱，均匀介质中的共振吸收，热中子反应堆内能谱的近似分布与热中子的平均截面等。 第三章中子扩散理论 本章主要讲述中子在扩散过程中的规律和相关知识，具体包括：单能中子扩散方程，非增殖介质内中子扩散方程的解，扩散长度，与能量相关的中子扩散方程和分群扩散理论，扩散－年龄近似等。 第四章均匀反应堆的临近理论 本章主要介绍均匀反应堆的临界理论，具体包括：均匀裸堆的单群理论，有反射层的反应堆的单群扩散理论，双群扩散理论，多群扩散方程的数值解法等。 第五章栅格的非均匀效应与均匀化群常数的计算 本章主要介绍非均匀反应堆的非均匀效应和均匀化方法，具体包括：栅格的非均匀效应，栅格的均匀化处理，栅元均匀化群常数的计算，燃料组件内中子通量密度分布及少群常数的计算，非均匀栅格的共振吸收，栅格几何参数的选择等。 第六章反应性随时间的变化 本章主要讲述反应堆的反应性随时间的变化规律，主要内容为：燃料中重同位素成分随时间的变化，裂变产物中毒，反应性随时间的变化与燃耗深度，核燃料的转换与增殖等。 第七章温度效应与反应性控制 本章主要讲反应堆的温度效应和反应性，主要包括：反应性温度系数，反应性控制的任务和方式，控制棒控制，可燃毒物控制，化学补偿控制。 第八章核反应堆动力学 本章主要介绍核反应堆的点堆动力学知识，主要包括：不考虑缓发中子的核反应堆动力学，考虑缓发中子的核反应堆动力学，阶跃扰动时点堆模型动态方程的解，反应堆周期等。 第九章核燃料管理简介 本章简介核电厂反应堆燃料管理基本知识，具体有：多循环燃料管理，单循环燃料管理，堆芯换料设计的优化等。 四、实践环节 无

西安交通大学大学物理仿真实验

大学物理仿真实验 偏振光的观察与研究 姓名： 班级： 学号：

实验原理： 1．偏振光的概念和产生：

2．改变偏振态的方法和器件： 常见的起偏或检偏的元件构成有两种： 1.光学棱镜。如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，它是利用光学双折射的原理制成的； 2.偏振片。它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成，它具有梳状长链形结构分子，这些分子平行排列在同一方向上，此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过，因而产生线偏振光. 马吕斯定律：马吕斯在1809年发现，完全线偏振光通过检偏器后的光强可表示为I1 = I0 cos2α，其中的 是检偏器的偏振方向和入射线偏振光的光矢量振动方向的夹角：

波晶片：又称位相延迟片，是从单轴晶体中切割下来的平行平面板，由于波晶片内的速度v o ,v e不同，所以造成o光和e光通过波晶片的光程也不同.当两光束通过波晶片后o 光的位相相对于e光多延迟了Δ=2π(n0-n1)d/λ，若满足(n e-n o)d=±λ/4，即Δ=±π/2我们称之为λ/4片，若满足(n e-n o)d=±λ/2，即Δ=±π，我们称之为λ/2片，若满足(n e-n o)d=±λ，即Δ=2π我们称之为全波片。

3．借助检偏器和λ/4波晶片检验光的5种偏振态： 1. 只用检偏器（转动）： 对于线偏光可以出现极大和消光现象。

对于椭圆偏光和部分偏光可以出现极大和极小现象。 对于圆偏光和非偏光各方向光强不变。 2. 用λ/4波晶片和检偏器（转动）： 对于非偏光（自然光）各方向光强不变。 对于圆偏光出现消光现象（原因）。 对于部分偏光仍出现极大和极小现象。 对于椭圆偏光，当把λ/4波晶片的快慢轴放在光强极大位置时出现消光现象（原因）。 检验偏振光的光路 实验内容： 1.研究λ/4波片对偏振光的影响： 本实验所用仪器有：光源、偏振片(2个)、λ/4波片、光屏等。 光路图 （1）按光路图使偏振片A和B 的偏振轴正交(消光)。然后插入一片λ/4波

核反应堆物理分析名词解释及重要概念整理

第一章—核反应堆的核物理基础 直接相互作用：入射中子直接与靶核内的某个核子碰撞，使其从核里发射出来，而中子却留在了靶核内的核反应。 中子的散射：散射是使中于慢化(即使中子的动能减小)的主要核反应过程。 非弹性散射：中子首先被靶核吸收而形成处于激发态的复合核，然后靶核通过放出中子并发射γ射线而返回基态。 弹性散射：分为共振弹性散射和势散射。 111001 100[]A A A Z Z Z A A Z Z X n X X n X n X n +*+→→++→+ 微观截面：一个粒子入射到单位面积内只含一个靶核的靶子上所发生的反应概率，或表示一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核发生反应的概率。 宏观截面：表征一个中子与单位体积内原子核发生核反应的平均概率大小的一种度量。也是一个中子穿行单位距离与核发生相互作用的概率大小的一种度量。 平均自由程：中子在介质中运动时，与原子核连续两次相互作用之间穿行的平均距离叫作平均自由程。 核反应率：每秒每单位体积内的中子与介质原子核发生作用的总次数(统计平均值)。 中子通量密度：某点处中子密度与相应的中子速度的乘积，表示单位体积内所有中子在单位时间内穿行距离的总和。 多普勒效应：由于靶核的热运动随温度的增加而增加，所以这时共振峰的宽度将随着温度的上升而增加，同时峰值也逐渐减小，这种现象称为多普勒效应或多普勒展宽。 瞬发中子和缓发中子：裂变中，99％以上的中子是在裂变的瞬间(约10-14s)发射出来的，把 这些中子叫瞬发中子；裂变中子中，还有小于1％的中子是在裂变碎片衰变过程中发射出来的，把这些中子叫缓发中子。 第二章—中子慢化和慢化能谱 慢化时间：裂变中子能量由裂变能慢化到热能所需要的平均时间。 扩散时间：无限介质内热中子在自产生至被俘获以前所经过的平均时间。 平均寿命：在反应堆动力学计算中往往需要用到快中子自裂变产生到慢化成为热中子，直至最后被俘获的平均时间，称为中子的平均寿命。 慢化密度：在r 处每秒每单位体积内慢化到能量E 以下的中子数。 分界能或缝合能：通常把某个分界能量E c 以下的中子称为热中子， E c 称为分界能或缝合能。 第三章—中子扩散理论 中子角密度：在r 处单位体积内和能量为E 的单位能量间隔内，运动方向为Ω的单位立体角内的中子数目。 慢化长度：中子从慢化成为热中子处到被吸收为止在介质中运动所穿行的直线距离。 徙动长度：快中子从源点产生到变为热中子而被吸收时所穿行的直线距离为r M 。 第四章—均匀反应堆的临界理论 反射层的作用： 1. 减少芯部中子泄漏，从而使得芯部的临界尺寸要比无反射层时的小，节省一部分燃料；

西安交通大学大学物理试题

物理篇 西安交通大学考试题 课 程 大 学 物 理 学 院 考 试 日 期 2007 年 1 月 26 日 专业班号 姓 名 学 号 期中 期末 一 选择题 (每题3分，共30分) 1．一定量的理想气体经历acb 过程时吸热500J ，且a b T T =。则经历acbda 过程时，吸热为 (A) 1200J - (B) 700J - (C) 400J - (D) 800J [ ] 2．设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线；令 2 O ()p v 和 2 H ()p v 分别表示氧气和氢气的最概然速率，则 (A) 图中a 表示氧气分子的速率分布曲线； 22O H ()/()4 p p =v v 。 (B) 图中a 表示氧气分子的速率分布曲线；22O H ()/()1/4p p =v v 。 (C) 图中b 表示氧气分子的速率分布曲线；22O H ()/()1/4p p =v v 。 (D) 图中b 表示氧气分子的速率分布曲线；22O H ()/()4 p p =v v 。 [ ] 3．理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小（图中阴影部分）分别为1S 和2S ，则二者的大小关系是 (A) 12S S > (B) 12S S < (C) 12S S = (D)无法确定 [ ]

4．两个质点各自作简谐振动，它们的振幅相同、周期 相同。第一个质点的振动方程为1cos()x A t ωα=+。当 第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位 置时，第二个质点正在最大正位移处。 则第二个质点的振动方程为 (A) 21cos(π)2x A t ωα=++ (B) 21 cos(π) 2x A t ωα=+- (C) 23 cos(π) 2x A t ωα=+- (D) 2cos(π)x A t ωα=++ [ ] 5．在长为L ，两端固定的细绳上形成驻波，则此驻波的基频波（波长最长的波）的波长为 （A ）2L (B) 3L (C) 4L (D) 5L [ ] 6．在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 (A) 使屏靠近双缝。 (B) 使两缝的间距变小 (C) 把两个缝的宽度稍微调窄。 (D) 改用波长较小的单色光源 [ ] 7．光强为0I 的自然光依次通过两个偏振片1P 和2P 。若1P 和2P 的偏振化方向的夹角030α=，则透射偏振光的强度I 是 (A) 0/4I （B ） 03/4I (C) 0/8I (D) 03/8I [ ] 8．普朗克量子假说是为了解释 (A) 光电效应实验规律而提出的。 (B)X 射线散射实验规律而提出的。 (C) 黑体辐射的实验规律而提出的。 (D) 原子光谱的规律而提出的。 [ ] 9．波长500nm λ=的光沿x 轴正向传播，若光的波长的不确定量4 10nm λ-?=，则利用 不确定关系式x p x h ??≥可得光子的x 坐标的不确定量至少为（-9 1nm=10m ） （A ）25cm (B) 50cm (C) 250cm (D) 500cm [ ] 10. 根据玻尔理论，氢原子中的电子在4n =的轨道上运动的动能与在基态的轨道上运动的动能之比为 （A ）1/4 (B) 1/8 (C) 1/16 (D) 1/32 [

西安交通大学17年3月课程考试《普通物理》作业考核试题及答案

西安交通大学17年3月课程考试《普通物理》作业考核试题 一、单选题（共 30 道试题，共 60 分。） V 1. 在温度分别为327℃和27℃的高温热源和低温热源之间工作的热机,理论上的最大效率为(B ) A. 25% B. 50% C. 100% D. 75% 。 满分：2 分 2. 线度相同的滑块和匀质圆柱体，从同一固定斜面顶端由静止出发分别沿斜面向下滑动和纯滚 动、不计空气阻力，若它们质量相同，则到达斜面底部时的动能（B） A. 滑块较大 B. 圆柱体的较大 C. 一样大 D. 条件不足无法确定 满分：2 分 3. 一理想气体初始温度为T,体积为V,此气体由初始状态经绝热膨胀到体积为2V;又经等容升温 到温度为T,最后经等温压缩恢复到体积V.则此过程中( A) A. 气体向外界放热 B. 气体对外界做功 C. 气体内能增加 D. 气体内能减少。 满分：2 分 4. 已知空间某区域为匀强电场区,下面说法中正确的是( C)。 A. 该区域内,电势差相等的各等势面距离不等 B. 该区域内,电势差相等的各等势面距离不一定相等 C. 该区域内,电势差相等的各等势面距离一定相等 D. 该区域内,电势差相等的各等势面一定相交。 满分：2 分 5. 物体自高度相同的A点沿不同长度的光滑斜面自由下滑，斜面倾角多大时，物体滑到斜面底 部的速率最大（D） A. 30度 B. 45度 C. 60度

D. 各倾角斜面的速率相等。 满分：2 分 6. 一船浮于静水中，船长5m，质量为，一个质量亦为的人从船尾走到船头，不计水和空气的阻力，则在此过程中船将（C ） A. 静止不动 B. 后退5m C. 后退2.5m D. 后退3m 满分：2 分 7. 功的概念有以下几种说法（1）保守力作功时，系统内相应的势能增加（2）质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零（3）作用力和反作用力大小相等，方向相反，所以两者作功的代数和必为零以上论述中，哪些是正确的（C） A. （1）（2） B. （2）（3） C. 只有（2） D. 只有（3） 满分：2 分 8. 当一个带电导体达到静电平衡时有( D) A. 表面上电荷密度较大处电势较高 B. 表面曲率较大处电势较高 C. 导体内部电势比导体表面的电势高 D. 导体内任一点与其表面上任一点的电势差等于零 满分：2 分 9. 下列说法中正确的是(D) A. 作用力的功与反作用力的功必须等值异号 B. 作用于一个物体的摩擦力只能作负功 C. 内力不改变系统的总机械能 D. 一对作用力和反作用力作功之和与参照系的选取无关 满分：2 分 10. 质量为2kg的质点在F=6t(N)的外力作用下从静止开始直线运动,则在0s ~ 2s内,外力F对质点所作的功为(D) A. 6J B. 8J C. 16J D. 36J 满分：2 分

核反应堆物理基础-上海交通大学机械与动力工程学院

2008年上海交通大学研究生入学考试课程《核反应堆工程》 考试大纲 1．该课程考试内容包括核反应堆物理和核反应堆热工两部分2．主要参考书目： 核反应堆物理： ?谢仲生主编，《核反应堆物理分析（上册）》，原子能出版社，1994。 ?谢仲生、张少泓，《核反应堆物理理论与计算方法》，西安交通大学出版社，2000。 核反应堆热工： ?于平安等编著，《核反应堆热工分析》，原子能出版社，1986。 ?于平安等编著，《核反应堆热工分析》，上海交通大学出版社，2001。

核反应堆物理基础 一．核反应堆的核物理基础 1．中子与原子核的相互作用 相互作用的机理、中子吸收和中子散射 2．中子截面和核反应率 截面、自由程、中子通量密度、核反应率的概念 宏观截面的计算，各类型截面随中子能量的变化规律 3．共振现象与多普勒效应 4．核裂变过程 裂变能的释放、反应堆功率和中子通量密度之间的关系、裂变中子、裂变产物5．链式裂变反应 临界条件、四因子模型 二．中子慢化与慢化能谱 1．中子的弹性散射过程 弹性散射动力学、慢化剂的选择 2．无限均匀介质的慢化能谱 慢化方程、含氢无吸收介质的慢化谱 3．热中子堆的近似能谱 三．中子扩散理论 1．单能中子扩散方程 斐克定律、单能中子扩散方程 2．非增殖介质扩散方程的解 四．均匀反应堆的临界理论 1．均匀裸堆的单群临界理论 均匀裸堆的单群扩散方程、单群临界条件及临界时的中子通量密度分布2．双区反应堆的单群临界理论 双区反应堆的单群扩散方程、临界条件及临界时的中子通量密度分布3．双群扩散方程 五．非均匀反应堆 1．栅格的非均匀效应 六．反应性随时间的变化 1．核燃料中铀-235的消耗、钚-239的积累 2．氙-135中毒 平衡氙中毒、最大氙中毒、功率瞬变过程中的氙中毒、氙震荡3．钐-149中毒 4．燃耗深度与堆芯寿期 5．核燃料的转换与增殖

【西安交通大学】【电介质物理】【姚熹、张良莹】【课后习题答案】【第一章】

第一章 静电场中的电介质 1-1 半径为a 的 球带电量为q ，电荷密度正比于距球心的居里。求空间的电位和 电场分布。 解： 由题意可知，可设kr =ρ 再由于 ?=q dv ρ，代入可以求出常数k 即 ?=424ka krdr r ππ 所以 4a q k π= r a q 4 πρ= 当 a r >.时 由高斯定理可知 0 24επq r E = ? ； 2 04r q E πε= ?∞ = ?=r r q dr E U 04πε 当 a r <<0时 由高斯定理可知 4 042 0400 2 41 1 4a qr dr r r a q dv r E r r εππερεπ=?== ??? 4 02 4a qr E πε= dr r qr dr a qr dr E U a r a r ??? ∞∞ +=?=20 2 40244πεπε a q r a a q 0334 04)(12πεπε+ -= )4(12334 0r a a q -= πε 1-2 电量为q 的8个点电荷分别位于边长为a 的立方体的各顶角。求其对以下 各点的电距：（1）立方体中心；（2）某一面的中心；（3）某一顶角；

（4）某一棱的中点。若8个点电荷中4个为正电荷、4个为负电荷，重新计算上述问题 解 ：由电矩的定义 ∑∑==i i i i i i r q r q μ （一）八个电荷均为正电荷的情形 （1）立方体的在中心： 八个顶点相对于立方体中心的矢量和为∑==8 10i i r ，故0==∑i i i r q μ （2）某一面心： 该面的四个顶点到此面心的矢量和 ∑==4 1 0i i r ，对面的四个顶点到此点的矢量和∑==8 5 4i i a r 故qa 4=μ； （3）某一顶角 ：其余的七个顶点到此顶点的矢量和为： ∑==7 5 34i i a r 故qa 34=μ； （4）某一棱的中心 ；八个顶点到此点的矢量和为∑==7 5 24i i a r 故qa 24=μ； （二）八个电荷中有四个正电荷和四个负电荷的情形与此类似； 1-3 设正、负电荷q 分别位于（0，0，l /2）、（0，0，－l /2），如图所示。求 场点P 处电势计算的近似表达式，试计算在场点（0，0，l 23），（0，0，l 2 5 ） 处电势的近似值，并与实际值比较 解：P 点的电势可以表示为： ? =-++??= )1 1(40 - +-r r q πε

20春西交《普通物理》在线作业答案466

(单选题)1: 用锤压钉不易将钉压入木块内，用锤击钉则很容易将钉击入木块，这是因为（）A: 前者遇到的阻力大，后者遇到的阻力小 B: 前者动量守恒，后者动量不守恒 C: 后者动量变化大，给钉的作用力就大 D: 后者动量变化率大，给钉的作用冲力就大 正确答案: D (单选题)2: 在常温下有1mol的氢气和1mol的氦气各一瓶,若将它们升高相同的温度,则( ) A: 氢气和氦气的内能增量相同 B: 氦气比氢气的内能增量大 C: 氢气比氦气的内能增量大 D: 不能确定哪一种气体内能的增量大 正确答案: A (单选题)3: 用锤压钉不易将钉压入木块内，用锤击钉则很容易将钉击入木块，这是因为（）A: 前者遇到的阻力大，后者遇到的阻力小 B: 前者动量守恒，后者动量不守恒 C: 后者动量变化大，给钉的作用力就大 D: 后者动量变化率大，给钉的作用冲力就大 正确答案: D (单选题)4: 两个同号的点电荷相距r,要使它们的电势能增加一倍,则应该() A: 电场力做功使点电荷之间的距离增大为2r B: 电场力做功使点电荷之间的距离增大为4r C: 外力做功使点电荷之间的距离减少为r/2 D: 外力做功使点电荷之间的距离减少为r/4 正确答案: C (单选题)5: 一个轻质弹簧竖直悬挂，原长为l，今将质量为m的物体挂在弹簧下端，同时用手托住重物缓慢放下，到达弹簧的平衡位置静止不动，在此过程中，系统的重力势能减少而弹性势能增加，则有（） A: 减少的重力势能大于增加的弹性势能 B: 减少的重力势能等于增加的弹性势能 C: 减少的重力势能小于增加的弹性热能 D: 条件不足，无法确定 正确答案: A (单选题)6: A: A B: B C: C D: D 正确答案: A