1、第五章:中子动力学,核反应堆工程概论,一、中子动力学概念,在讨论中子能谱和中子通量随空间的分布时都针对的是稳态情况,即中子通量不随时间变化。温度变化、中毒效应、燃耗等问题本是一个动态过程,但相对于反应堆内中子运动的时间特性来说,它们随时间的变化速度较慢(小时、天、月的时间尺度),因此可以作为稳态处理。若反应性出现快速变化,则必须考虑通量随时间的快速变化,属中子动力学范畴。,二、不考虑缓发中子情况下的简单讨论(1),设在t时刻,作为一代中子引发裂变的中子数为 n(t),接下来引发裂变的下一代中子数为 n(t+lo),lo为两代中子之间的时间,是瞬发中子的平均寿命。热中子反应堆中,lo10-4秒。
2、按照定义: n(t+lo)=Kn(t) dn/dt(K-1)n(t)/lo = K(K-1)n(t)/Klo = n(t)/l = n(t)l=lo/Klo;= /l;T=1/ (T称为反应堆周期)n(t)=noexp(t) =noexp(t/T),二、不考虑缓发中子情况下的简单讨论(2),估算:lo10-4s, K1, = 0.1%, 则 Tl/=10-4/0.1% =0.1秒, 即:0.1秒后中子数增致原来的e倍!工程上无法控制! 考虑缓发中子:代中子平均寿命为瞬发中子和缓发中子的权重平均值,约为0.085秒。对于0.1%的反应性变化,周期为0.085/0.1%85秒,反应堆控制成为可能!,三、点堆动力学方程 (1),三、点堆动力学方程 (2),三、点堆动力学方程 (3),三、点堆动力学方程 (4),三、点堆动力学方程 (5),点堆中子动力学方程解的定性讨论如下:0, 1为正数,27为负数,中子密度按指数规律增加。 0, 中子密度不随时间改变。 0, 17均为负数,中子密度随时间按指数规律衰减。,结 束,