核反应堆物理分析课程设计

核反应堆物理 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 课程设计 课程设计报告 ( 2009 -- 2010 年度第2学期) 名 称: 核反应堆物理分析 题 目: 核反应堆设计 院 系: 能源与动力工程 班 级: 热能0605 学 号: 1061170522 学生姓名: 王泽雷 指导教师: 刘滨 设计周数: 1周 成 绩: 日期:2009年7 月2日 课程 课程设计报告 一、 课程设计的目的与 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 设计一个带有反射层的球形堆，芯部半径为R，带有厚度为T(包括外推距离)的反射层，根据 含有反射层的单群扩散理论，解出在T取特定值时R的值以及T与R的关系。 二、设计内容 1. 带有反射层的球形堆临界理论 对于任意系统，都可以写出它的稳态单群扩散方程如下: 2 2?φ(r)+Bφ(r) = 0 (1) ccc 2 2 其中 B=(k/k-1)/L?cc 根据中子通量密度在堆内处处为有限值，且种子通量密度为正得条件，得到芯部方程(1)的解为: φ(r)=Asin(B*r)/r cc 由于反射层是非增值介质，所以在方程中不出现中子源项，得到其中子扩散方程为: 2222?φ(r) - kφ(r) = 0 , 其中k=1 / L (2) crcrr 得到(2)的解为: ,,φ(r)= Csinh(k*r)/r + Acosh(k*r)/r (3) rrr 此解要满足在反射层的外推边界r = R + T处中子通量密度为了零的条件，由此: ,,A= -Ctanh[k(R+r)] r 将代入(3)式可以求出: φ(r)= Csinh[k(R+T-r)]/r rr 芯部及反射层稳态单群扩散方程的边界条件为: φ=φ(4) c r ,,Dφ= Dφ(5) cc rr 方程中有两个常数A和C，他们之间关系可有芯部与反射层交界面r=R处边界条件确定。 Asin(B*R)/R = Csinh(k*T)/R cr DA[Bcos(B*R)/R-sin(B*R)/R2] cccc =DC[-k cosh(k*T)/R-1/R2sinh(k*T)] rrrr 1 课程 课程设计报告 将以上两式相除得到: D[1- BRcot(B*R)] = D[1+ Rcoth(T/Lr)/L] (6) cccrr方程(6)就是带有反射层的球形反应堆的单群临界方程对于修正单群理论。 2 2 B=(k/k-1)/M(7) ?c 在给出了燃料与慢化剂成分及比例后，(6)式各常参数k，D，D，L均可算出，若反射层厚度?crrT已经给定，令k=1从(7)式可以求得Bc值，这样从(6)式就可以算出带反射层的球形堆的临界半径R。 2. 参数的选取 取芯部燃料为UO,慢化剂为H0,其体积比VH0 / VUO = 3.5，其中UO的富集度为3%，ρuo = 222222 3310.42×10 kg/m，在反射层中期成分为H0。 2 -42 在温度为573K时，VH0 / VUO= 3.5，热中子年龄为τth= 40 ×10m。 22 3. 计算步骤 33堆芯中:UO中235 U的富集度ε= 3%，中ρUO = 10.42×10 kg/m。 22 235 235 238设C设表示富集铀内U的核子数与铀(U + U)的核子数之比，则: 5 -1C=(1 + 0.9874(1/ε-1)) 5 代入ε= 3%代入可求得C = 0.030371，因而UO的分子量为: 52 MUO= 235C+ 238(1- C)+2×15.999 = 269.907 2 5 5 因而单位体积内UO2的分子数: 28-3NUO=ρNo/MUO= 2.325×10 m 2 UO2 2 235238单位体积内 U， U，HO和氧的原子核密度为: 2 28-3N5 =C NUO=0.0706×10 m 2 5 28-3N8=(1- C)NUO= 2.254×10 m 2 5 28-3NO=2NUO=4.65×10 m 2 28-3NHO =ρHON/MHO=3.344×10 m 222 O 当中子在0.0253eV能量时: 铀235核素的微观散射截面=14.4b 铀238核素的微观散射截面=8.9b; 氢核素的微观散射截面=38b 氧核素的微观散射截面=3.7b; 铀235核素的微观吸收截面=680.9b 铀238核素的微观散射截面=2.70b; -5氢核素的微观吸收截面=0.332b 氧核素的微观吸收截面=27×10b; 2 课程 课程设计报告 -1-1-1则可得到:?UO=54.16 m , ?UO=38.28 m, ?=41.20 m 2,a2,s5,f -1-1 ?HO=2.2 m , ?HO= 345 m 2,a2,s 由水铀比:VHO/VUO=3.5 22 1/(3.5+1)=0.222 3.5/(3.5+1)=0.778 [1/(3.5，1)]*41.20f,k=υ = 2.416× ?[1/(3.5，1)]*54.16，[3.5/(3.5，1)]*2.2a, =2.416×9.156/(12.036+1.711)=1.609 芯部中: μ= (?(N*μ))/(?N)=0.2741 Oi ii 1/λ? (? +?)*(1–μ) trS，UO2S，H2OO -1-1-1=(0.222×38.28 m+ 0.778×345m)×0.7259=201.008 m D =λ/3 =0.001658m ctr 1/λ = 1/λ+ 1/λa UO2,a H2O,a -1= ? + ? = 0.222×54.16+0.778×2.2 =13.74 m UO2,aH2O,a λ= 0.0658 m a -422 L= λλ/3 =1.091×10mcatr 同理得: 2 2 2M= L+τ = 41.091 cmcth 22-2 B =(k?/k-1)/M =(1.609/1-1)/41.091 =0.0148cmc -1B = 0.1217 cm c 反射层中:水中 -11/λ = (1–μ)/λ =?(1–μ)=233.22 m trH2O,OH2O,SH2O,SH2O,O -3D=λ/3 =1.4293×10m rtr λ=1/?= 0.4545 m aH2O,a -3 22L = λλ/3 =0.6496×10m ratr 再根据 -1Bc=0.1217 cm，Dc = 0.1658cm ，Dr = 0.1429cm，Lr = 2.549cm 代入(6)式，求解这一超越方程式: 0.1658[1- 0.1217Rcot(0.1217R)]=0.1429[1+Rcoth(T/2.549)/2.549] 4. 编程求解 运用MATLAB软件编写解以上超越方程的程序如下: 3 课程 课程设计报告 Dc=0.1658,Dr=0.1429,Lr=2.549,Bc=0.1217, for T=1:50 R1=1; while(R1<100) A1=cosh(T/Lr)/sinh(T/Lr); B1=(R1*A1/Lr+1)*Dr; C1=cos(R1*Bc)/sin(R1*Bc); D1=(1-Bc*R1*C1)*Dc; E1=D1-B1; if(E1<=0&&E1>=-0.0001) disp(T); disp(R1); break; end if(E1>=0&&E1<=0.0001) disp(T); disp(R1); break end R1=R1+0.0001; end end 运行结果: T=1.0000 R2=24.7099 T=2.0000 R2=23.8900 T=3.0000 R2=23.4055 T=4.0000 R2=23.1547 T=5.0000 R2=23.0333 T=6.0000 R2=22.9764 T=7.0000 R2=22.9501 T=8.0000 R2=22.9380 4 课程 课程设计报告 T=9.0000 R2=22.9325 T=10.0000 R2=22.9299 T=11.0000 R2=22.9288 T=12.0000 R2=22.9283 T=13.0000 R2=22.9280 T=14.0000 R2=22.9279 T=15.0000 R2=22.9279 T=16.0000 R2=22.9278 T=17.0000 R2=22.9278 T=18.0000 R2=22.9278 T=19.0000 R2=22.9278 T=20.0000 R2=22.9278 T=21.0000 R2=22.9278 T=22.0000 R2=22.9278 T=23.0000 R2=22.9278 T=24.0000 R2=22.9278 T=25.0000 R2=22.9278 T=26.0000 R2=22.9278 T=27.0000 R2=22.9278 T=28.0000 R2=22.9278 T=29.0000 R2=22.9278 T=30.0000 R2=22.9278 三、课程设计 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 或结论 在给定反应堆水铀比及UO富集度的条件下，由临界方程得出了反应堆T和R的关系 。根据运2 行数据可见，随着反射层厚度T的增加，反应堆临界半径在减小。但是，当反射层增大到一定厚 度后，临界半径接近常数，即此时再增大反射层厚度，反射层节省变化不大。 四、参考文献 [1] 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年7月第一版 5 课程 课程设计报告 附录(设计流程图、程序、表格、数据等) 最终生成R2与T得关系图线如下: 6