核反应堆的慢化剂 (2)
核反应堆物理试题及答案
核反应堆物理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 核裂变反应中，中子的倍增系数K大于多少时，反应堆才能维持自持链式反应？A. 0B. 1C. 0.5D. 1.1答案：B2. 以下哪种物质不是核反应堆的慢化剂？A. 石墨B. 重水C. 轻水D. 铅答案：D3. 核反应堆的临界质量是指：A. 反应堆中可裂变核素的质量B. 反应堆达到临界状态所需的最小质量C. 反应堆中所有核素的总质量D. 反应堆中中子的总质量答案：B4. 核反应堆中，中子通量密度的单位是：A. 秒^-1B. 厘米^-2C. 厘米^-2·秒^-1D. 秒^-1·厘米^-2答案：D5. 核反应堆的热中子通量密度通常在什么数量级？A. 10^10 n/cm^2·sB. 10^12 n/cm^2·sC. 10^14 n/cm^2·sD. 10^16 n/cm^2·s答案：C二、填空题（每题2分，共20分）1. 核反应堆的冷却剂主要作用是__________和__________。
答案：移走热量；防止反应堆过热2. 核反应堆的燃料棒通常由__________和__________组成。
答案：燃料芯块；包壳3. 核反应堆的控制棒通常由__________材料制成。
答案：中子吸收4. 核反应堆的热效率是指__________。
答案：输出功率与输入功率的比值5. 核反应堆的功率调节通常通过__________来实现。
答案：调整控制棒的位置三、简答题（每题10分，共40分）1. 请简述核反应堆中慢化剂的作用。
答案：慢化剂的作用是将快中子减速至热中子，以增加中子与可裂变核素的相互作用概率，从而维持链式反应。
2. 核反应堆中控制棒的作用是什么？答案：控制棒通过吸收中子来控制核反应堆的中子通量密度，进而控制核反应堆的功率。
3. 核反应堆的冷却系统有哪些类型？答案：核反应堆的冷却系统包括自然循环冷却系统、强迫循环冷却系统和气冷系统等。
核弹与核反应堆的原理与发展1
核弹与核反应堆的原理与发展摘要：核弹是指利用爆炸性核反应释放出的巨大能量对目标造成杀伤破坏作用的武器。
爆炸性核反应是利用能自持快速进行的原子核裂变或聚变反应，瞬间释放出巨大能量产生的核反应爆炸而形成巨大杀伤破坏效应。
核反应堆(Nuclear Reactor)是一种启动、控制并维持核裂变或核聚变链式反应的装置。
相对于核武爆炸瞬间所发生的失控链式反应，在反应堆之中，核变的速率可以得到精确的控制，其能量能够以较慢的速度向外释放，供人们利用。
核弹的用途分为战术核弹、战略核弹和战区核武器，而核能则在推进动力和功能等方面起重要作用。
关键词：核弹核反应堆裂变聚变核武器供能引言:核能可谓一把双刃剑，利弊共存，推进人类科技发展的同时，也对人类生存环境造成了一定的威胁，更好的掌握其原理，规范其发展，才能为人类谋福利。
正文：一、核弹核弹头的基本结构：不管核武器样式多么繁多，核弹头的基本构造通常由壳体、核装药和热核装药、引爆控制系统（引信）和电源等组成。
其中壳体用于盛装核弹的各种装置并能防止其机械损坏。
在弹道导弹核弹头壳体外壳还涂有特殊涂料或隔热层，以防弹头再入大气层时受高速气动加热使弹头壳体及内部装置因过热而烧毁。
核装药和热核装药，由裂变和聚变材料构成，以氢弹为例：核装药（裂变装药）置于由普通炸药构成的球形装药的中央部位，在球形装药外面四周安装了许多电雷管。
引信传来的敏感信号通过引爆控制系统产生的高压电起爆各电雷管，使普通炸药以“枪法”或“内爆法”使裂变材料迅即达到最大超临界质量而实施核裂变爆炸，并使爆炸产生的部分辐射能量转换用以加热和点燃（高能中子的轰击）热核装药产生聚变反应，形成整个氢弹的核爆炸。
引控系统是保证核弹到达预定炸点时发出起爆核装药指令并可靠起爆的装置。
电源是给弹头各组件提供能源的小型一次性使用的蓄电池，在导弹发射准备时激活蓄电池，导弹发射起飞时才能用弹上蓄电池供电。
核弹的分类及其原理：核弹可分为原子弹、氢弹、氢铀弹、特殊性能核武器（如中子弹、核同质异能武器、反物质武器等）1．原子弹原子弹主要是利用核裂变释放出来的巨大能量来起杀伤作用的一种武器。
核子行业技术发展趋势预测考核试卷
A.美国
B.法国
C.中国
D.俄罗斯
15.核子行业中，核燃料棒的主要成分包括以下哪些？（）
A.铀-235、铀-238
B.铀-235、钚-239
C.铀-238、钚-239
D.铀-235、氚
16.以下哪项技术被认为是核子行业中实现核废料减量化的重要手段？（）
2. √
3. ×
4. √
5. ×
6. ×
7. √
8. ×
9. √
10.×
五、主观题（参考）
1.第三代核反应堆相比第二代核反应堆具有更高的热效率、更低的放射性废物产生、更完善的安全系统和更长的运行寿命。
2.核废料处理方法包括干式贮存、湿式贮存和深层处置。优点是能安全处理废料，缺点是成本高、技术复杂，深层处置可能影响环境。
C.世界核能协会
D.欧洲核安全组织
19.核子行业中，以下哪种材料被用于核反应堆的燃料？（）
A.钚-239
B.铀-238
C.铀-235
D.氚
20.以下哪项技术被认为是核子行业中实现清洁能源目标的关键技术？（）
A.核聚变
B.核裂变
C.风能
D.太阳能
注意：请在答题括号内填写正确答案的字母。
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
4.核子行业中，核燃料循环主要包括以下哪些环节？（）
A.矿石开采、燃料加工、核反应堆使用、废物处理
B.矿石开采、燃料加工、核反应堆使用、再加工
C.矿石开采、燃料加工、核反应堆使用、废物回收
D.矿石开采、燃料加工、核反应堆使用、废物利用
西交大核研试卷参考答案
西安交通大学2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题（反应堆物理部分）参考答案一、术语解释 1、燃耗深度：对核燃料在反应堆内的停留时间和使用寿命，通常用燃耗深度来表示；燃耗深度是装入堆芯的单位重量核燃料所产生的总能量的一种度量。
补充知识：（1） 通常把装入堆芯的单位质量燃料所发出的能量作为燃耗深度的单位， 即焦耳/公斤铀（J/kg ）。
但在工程中，习惯上常以装入堆内每吨铀所发出的热能（以为单位）作为燃耗深度单位，即兆瓦*日/吨铀。
1tuW tN α⋅=（兆瓦*日/吨铀）式中的tN和u W 分别为核燃料的质量（吨）和它所发出的能量（兆瓦 *日）。
若以为燃料，则它的单位为（兆瓦*日/吨铀）。
在计算核燃料质量时应该注意：它是指燃料中含有重元素（铀、钚和钍）的质量，例如以二氧化铀为燃料时，在 计算u W 时，必须把燃料中的氧所占分数扣出除。
（2） 燃耗深度的第二种表示形式为燃耗掉的易裂变同位素的质量B W 和装载的易裂变同位素质量f W 的比值：2100%B fW W α=⨯（3） 燃耗深度的第三种表示形式为：燃耗掉的易裂变同位素的质量BW （公斤）与装载的燃料质量uW （吨）的比值：3BuW W α=2、反应堆周期：中子密度变化 e 倍所需的时间称为时刻反应堆周期T 。
1()tn t eω 11T ω=通常还用中子密度的相对变化率直接定义反应堆周期T ，即令()n t T dn dt=3、控制棒价值：即控制棒的反应性价值，是指在堆芯内有控制棒存在时和没有控制棒存在时的反应性之差。
补充知识：（1）控制棒的微分价值：控制棒在堆芯不同高度处移动单位距离所引起的反应性变化。
控制棒位于顶部与底部时，非线性关系中部，微分价值较大，近似线性关系。
反应堆中调节棒的调节段一般都选择在堆芯的轴向中间区段。
（2）控制棒的积分价值：当控制棒从一初始参考位置插入到某一高度时，所引入的反应性。
参考位置选择堆芯顶部，则插棒向堆芯引入负反应性。
核反应堆的慢化剂
核反应堆的慢化剂引言核反应堆是一种重要的能源设施，通过核裂变反应来产生大量热能，进而驱动发电机发电。
核反应堆的慢化剂在核反应堆的运行中起到至关重要的作用，它能够减缓中子的速度，使得中子在核燃料材料中更容易被吸收，从而维持一定的反应速率和稳定性。
本文将探讨核反应堆的慢化剂的基本原理、常见类型以及其在核能发电中的重要性。
一、核反应堆的慢化剂的基本原理1. 中子作用首先我们需要了解中子的性质和行为。
中子是原子核中的粒子，它没有电荷，质量相对较大。
在核反应堆中，中子起到了引发和维持核裂变反应的关键作用。
然而，快速中子（高速运动的中子）在核燃料材料中很难被吸收，导致其在核反应堆中的利用率较低。
因此，需要通过慢化剂来减缓中子的速度，使其与核燃料材料发生更多的相互作用。
2. 减速统计中子的速度减慢是通过与慢化剂中的原子核碰撞来实现的。
在碰撞过程中，中子会与慢化剂中的原子核发生弹性碰撞，并转移一部分动能，从而减慢自身的速度。
这种减速过程可以使用减速统计学来描述。
减速统计学是一个复杂的过程，在物理学中得到了广泛研究和应用。
3. 热化通过与慢化剂中的原子核碰撞，中子将逐渐减慢，直到达到与慢化剂原子核处在相似的热运动速度。
这个过程称为“热化”。
慢化剂中的原子核主要起到了吸收和散射中子的作用，从而使得中子的速度减慢并达到热化状态。
二、核反应堆中常见的慢化剂类型1. 水（H2O）水是最常见的核反应堆慢化剂。
水中的氢原子核捕获快速中子，并通过弹性散射与中子相互作用。
另外，水也被用作冷却剂，以帮助控制反应堆的温度和功率。
轻水反应堆（LWR）是使用普通水（D2O）作为慢化剂和冷却剂的常见类型。
2. 重水（D2O）重水是另一种常见的核反应堆慢化剂。
重水中的氢原子核的相对质量较大，相对于轻水中的氢原子核而言，对中子的慢化作用更加明显。
重水反应堆（HWR）在一些特定的核电站中得到应用，它们可以使用天然铀作为燃料，并且在使用过程中再生和燃耗钚。
核能基础知识试题
核能基础知识试题### 核能基础知识试题#### 一、单项选择题（每题2分，共40分）1. 核能发电的原理是利用核反应堆中的核裂变产生的热量来加热水，产生蒸汽推动涡轮发电机发电。
以下哪种核反应是核能发电的主要来源？A. 核聚变B. 核裂变C. 核衰变D. 核合成2. 核裂变过程中，一个重核分裂成两个或多个较轻的核，同时释放出大量的能量。
以下哪个元素是核裂变中常用的核燃料？A. 铀-235B. 钚-239C. 氘D. 氚3. 核反应堆中，控制棒的作用是：A. 吸收中子，控制链式反应的速度B. 产生中子，促进链式反应C. 冷却反应堆D. 保护反应堆不受外部影响4. 核反应堆的冷却剂主要有水、重水和气体。
以下哪种物质不是核反应堆的常用冷却剂？A. 轻水B. 重水C. 二氧化碳D. 氦气5. 核能发电过程中产生的放射性废物需要妥善处理。
以下哪种废物处理方式不是常规做法？A. 深地质处置B. 再处理C. 露天堆放D. 固化处理#### 二、填空题（每空1分，共20分）1. 核能发电的主要原料是_________，它在核反应堆中通过_________反应释放能量。
2. 核反应堆中的慢化剂主要作用是降低中子的速度，使其更容易被燃料吸收。
常用的慢化剂包括轻水、重水和_________。
3. 核反应堆的功率控制主要通过调节_________的位置来实现。
4. 核反应堆的安全性主要取决于其设计、建造、运行和维护的质量。
其中，_________是防止核反应堆过热的重要安全系统。
5. 核能发电过程中产生的放射性废物需要进行严格的管理和处置，以防止对环境和人类健康造成危害。
常用的废物处理方法包括_________、_________和深地质处置。
#### 三、简答题（每题10分，共40分）1. 简述核能发电的优点和缺点。
2. 描述核反应堆的基本组成及其工作原理。
3. 核能发电过程中如何确保核安全？4. 核能发电产生的放射性废物有哪些处理方式，各有什么优缺点？通过以上试题，可以全面考察对核能基础知识的掌握情况，包括核能发电的原理、核反应堆的组成和工作原理、核安全和放射性废物处理等方面的内容。
核反应堆工程部分习题参考
hg 2754.1kJ / kg ， g 44.357kg / m3 ， f 717.04m3 / kg
通道入口处水的温度为： t0 tsat 15 282.6C 查软件得： p 8.3MPa ， t0 282.7C 时： h0 1249.33kJ / kg 同 6.1 题相类似， 余弦方式加热时， 采用上一题的余弦加热时的公式， 沸腾起始点满足：
0.015 2 ) 6.1 10.78m3 2
10 P 200 7.05 1020 3.824 1022 2.748 1012 10.78 2.558105 kW t 1.602110
3 有一板状燃料元件，芯块用铀铝合金制成（铀占 22%重量） ，厚度为 1mm，铀的富集度 14 2 为 90%，包壳用 0.5mm 厚的铝。中子注量率为 10 /(cm •s)。元件两侧用 40℃水冷却，对流 传热系数 h = 40000W/(m •℃)，假设气隙热阻可以忽略，铝的热导率 kAl = 221.5W/(m•℃)， 铀铝合金的热导率 kU-Al = 167.9W/(m•℃)，裂变截面 σf = 520×10-24 cm2 。试求元件在稳态下的 径向温度分布。 解： 求温度分布，需求体积释热率； 体积释热率 qV Fu E f R Fu E f N5 f ，其中 Fu 97.4% ， E f 200MeV ， σf = 520×10-24 cm2 ； 元件两侧用 40℃水冷却， 中心温度不会很高， 故求 N5 时铀的密度取附录 A 中 93℃时的 值：
13 2
C5
1 1 1 0.9874( 1) e5
1 1 0.9874( 1 1) 0.03
0.03037
核反应堆物理分析问答答案
核反应堆物理分析问答答案问答题：1、试从物理⾓度分析压⽔堆燃料温度反应性反馈和慢化剂温度反应性反馈的机理燃料温度反应性反馈主要是由燃料共振吸收的多普勒效应所引起的。
燃料温度升⾼时由于多普勒效应，将使共振峰展宽。
共振吸收中的“能量⾃展现象”和⾮均匀将就中的“空间⾃屏”效应都将减弱，从⽽使有效共振积分增加。
因⽽，温度升⾼多普勒效应的结果使有效共振吸收增加，逃脱共振俘获概率减少，有效增殖因数下降，这就产⽣了负温度效应。
慢化剂温度反应性反馈要分情况讨论：（1）慢化剂温度增加时，慢化剂密度减⼩，慢化剂相对于燃料的有害吸收减⼩，这使有效增殖因数增加，所以该效应对αT M的贡献是正的效应。
（2）慢化剂密度⼩，使慢化剂的慢化能⼒减⼩，因⽽共振吸收增加，所以该将就对αT M的贡献是负的。
另外，慢化剂温度增加，使中⼦能谱硬化，引起235U、240Pu低能部分共振吸收增加，同时也使235U、240Pu⽐值下降，对反应性也引起负的效应。
反馈效果由这两⽅⾯共同作⽤，在⽋慢化区，反应性系数为负，⽐较理想。
2、选择燃料栅格参数（⽔轴⽐）的物理机理（1）V H2O /V U2O增加时，⼀⽅⾯由于栅元的慢化能⼒增⼤，慢化过程中的共振吸收减少，即逃脱共振俘获概率增加，因⽽，将使有效增殖因数k∞增加。
（2）另⼀⽅⾯，V H2O /V U2O增加时，栅元中慢化剂的含量增⼤，使热中⼦被慢化剂吸收的份额增加，因⽽，热中⼦利⽤系数下降⽽使k∞下降。
在V H2O /V U2O较⼩时，前⼀种效应是主要的，随着V H2O/V U2O增⼤，后⼀种效应开始变得更重要。
在这个过程中，我们可以选择出⽆限增殖因数达到极⼤值的最佳栅格。
3、试述反应性控制的任务和⽅式，并⽐较各种反应性控制⽅式的特点：反应性控制设计的主要任务是：采取各种切实有效的控制⽅式，在确保安全的前提下，控制反应堆的剩余反应性，以满⾜反应堆长期运⾏的需要；通过控制毒物适当的空间布置和最佳的提棒程序，使反应堆在整个堆芯寿期内保持较平坦的功率分布，使功率峰因⼦尽可能地⼩；在外界负荷变化时，能调节反应堆功率，使它能适应外界负荷变化；在反应堆出现事故时，能迅速安全地停堆，并保持适当的停堆深度。
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核反应堆的慢化剂
介绍
核反应堆是一种能够释放巨大能量的装置，它利用核裂变或核聚变的过程产生热能，从而驱动发电机组发电。
然而，核反应堆中的核燃料是高速中子释放的，这些高速中子对核反应堆的材料和系统构成产生较大的损害。
为了减缓中子的速度，提高核反应堆的燃料利用率和安全性，科学家们研究制造了慢化剂。
慢化剂的作用
慢化剂是指一种材料，可以将高速中子转化为低速中子，以使其更容易被核燃料吸收。
慢化剂在核反应堆中的作用主要有两个方面：
1.慢化中子：核燃料中的核反应需要中子的参与，而
高速中子的能量较高，难以被核燃料吸收。
慢化剂的作用就是通过碰撞将高速中子转化为低速中子，从而提高核燃料的有效吸收率。
2.控制反应速率：核反应堆中的核链反应容易出现失
控的情况，为了控制反应速率和防止核反应过热，慢化剂可以起到减缓核链反应速率的作用。
通过使用慢化剂，核反应堆燃料的利用率可以得到提高，同时也可以增强核反应堆的安全性能。
常见的慢化剂材料
1.水：水是常见的慢化剂材料之一，它具有较低的原
子质量和较高的中子散射截面，适合于慢化中子的速度。
在一些轻水堆中，水被用作冷却剂和慢化剂。
2.重水：重水是以重氢（氘）代替普通水中的氢原子
制成的水，其中子散射能量较低，慢化效果更好。
3.石墨：石墨是一种将高能中子散射到低能态的有效
慢化材料，它被广泛应用于高温气冷堆、加速器驱动系统等核反应堆。
4.金属：铅和钍等金属都可以作为慢化剂，它们具有
较高的散射截面和相对较低的散射能量，适合用于中子慢化。
慢化剂选择的考虑因素
在选择核反应堆的慢化剂时需要考虑以下因素：
1.中子散射截面：慢化剂应具有良好的中子散射性能，
能够有效地减缓中子的速度。
2.材料密度：慢化剂的密度应适中，过高或过低都会
影响中子慢化效果。
3.放射性和毒性：慢化剂的辐射和毒性应尽可能低，
以减少对环境和人类的影响。
4.耐久性：慢化剂应具有较好的耐久性和热稳定性，
以保证核反应堆的长期运行。
5.经济性：慢化剂的成本应该适中，并能够满足各种
核能装置的需求。
结论
慢化剂是核反应堆不可或缺的关键组成部分，它通过减缓
中子速度和控制反应速率，提高了核燃料的利用率和核反应堆的安全性能。
水、重水、石墨和金属等都是常见的慢化剂材料，
选择适合的慢化剂应综合考虑中子散射截面、材料密度、放射性和毒性、耐久性和经济性等因素。
随着核能技术的进步，慢化剂的研究和应用将进一步发展，为人类提供更安全、高效的能源解决方案。