哈工程核反应堆的核物理第9章核反应堆动力学技术总结.ppt

第9章 核反应堆动力学;9.1 缓发中子的作用;反应堆周期：反应堆内中子密度变化e倍所需要的时间，也称为反应堆时间常数。 如果只考虑瞬发中子，中子的平均寿命等于瞬发中子的慢化时间和热中子扩散时间之和，其数量级为10-4s。反应堆周期非常小。 考虑缓发中子后，反应堆周期值将大大增加。 考虑缓发中子后，裂变中子的平均寿命：;9.2 点堆中子动力学方程;先驱核通过衰变而消失，假定先驱核在衰变之前没有空间运动，得到： 上两式即为核反应堆的时空动力学方程。 点堆动力学方程 假定 当反应堆偏离临界状态不远时，空间形状函数满足：;由以上几式得： 假设 与空间位置无关，则 将（9-9）和（9-10）代入（9-8）得：;定义中子每代时间 得点堆模型动态方程： 这两个方程是相互耦合的一阶微分方程组。 点堆模型的适用范围 点堆动力学只适用于反应堆偏离临界状态不远和扰动不太大的问题。;9.3 阶跃扰动时点对模型动态方程的解;方程组的解为： 第i组先驱核的浓度写成 确定Aj和Cij： ;在临界反应堆中引入阶跃反应性扰动后，中子密度开始时突然迅速变化，经过一小段时间后，开始以稳定的速度较缓慢地变化。;9.4 反应堆周期;倍周期（倍增周期，Td）：堆内中子通量密度增长一倍所需的时间。 反应堆周期根据定义可有反应性方程确定，将　　　代入得： 或;不同反应性引入时反应堆的响应特性; 当引入的反应性很小时 反应堆的响应特性主要决定于瞬发中子的每代时间。 当 时，仅靠瞬发中子即可使反应堆保持临界，成为瞬发临界；当 时，反应堆要达到临界需要缓发中子的贡献，反应堆的时间特性很大程度上由先驱核衰变的时间决定；当 时，称为缓发临界，当 时，称为瞬发超临界。;瞬发临界条件： ; 当为很大的负反应性时，稳定周期T将接近于1/λ1，即约等于80s。;9.5 点堆动力学方程的近似解法;方程的解： 在一定条件下，两个根简化为： 点堆动态方程的解为：;常数缓发中子源近似;瞬跳近似;9.6 点堆动力学方程的数值解法;其中：