第五章中子動(dòng)力學(xué)

第五章中子動(dòng)力學(xué)第一頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期四一、中子動(dòng)力學(xué)概念在討論中子能譜和中子通量隨空間的分布時(shí)都針對(duì)的是穩(wěn)態(tài)情況，即中子通量不隨時(shí)間變化。溫度變化、中毒效應(yīng)、燃耗等問(wèn)題本是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，但相對(duì)于反應(yīng)堆內(nèi)中子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間特性來(lái)說(shuō)，它們隨時(shí)間的變化速度較慢(小時(shí)、天、月的時(shí)間尺度)，因此可以作為穩(wěn)態(tài)處理。若反應(yīng)性出現(xiàn)快速變化，則必須考慮通量隨時(shí)間的快速變化，屬中子動(dòng)力學(xué)范疇。

第二頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、不考慮緩發(fā)中子情況下的簡(jiǎn)單討論(1)設(shè)在t時(shí)刻，作為一代中子引發(fā)裂變的中子數(shù)為n(t)，接下來(lái)引發(fā)裂變的下一代中子數(shù)為n(t+lo)，lo為兩代中子之間的時(shí)間，是瞬發(fā)中子的平均壽命。熱中子反應(yīng)堆中，lo≈10-4秒。按照定義：n(t+lo)=K?n(t)dn/dt≈(K-1)n(t)/lo=K(K-1)n(t)/Klo=ρn(t)/l=ωn(t)l=lo/K≈lo；ω=ρ/l；T=1/ω(T稱為反應(yīng)堆周期)n(t)=noexp(ωt)=noexp(t/T)

第三頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、不考慮緩發(fā)中子情況下的簡(jiǎn)單討論(2)估算：lo≈10-4s,K≈1,ρ=0.1%,則T＝l/ρ=10-4/0.1%=0.1秒,即：0.1秒后中子數(shù)增致原來(lái)的e倍！工程上無(wú)法控制！考慮緩發(fā)中子：代中子平均壽命為瞬發(fā)中子和緩發(fā)中子的權(quán)重平均值，約為0.085秒。對(duì)于0.1%的反應(yīng)性變化，周期為0.085/0.1%＝85秒，反應(yīng)堆控制成為可能！第四頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、點(diǎn)堆動(dòng)力學(xué)方程

(1)第五頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、點(diǎn)堆動(dòng)力學(xué)方程

(2)第六頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、點(diǎn)堆動(dòng)力學(xué)方程

(3)第七頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、點(diǎn)堆動(dòng)力學(xué)方程

(4)第八頁(yè)，共十頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、點(diǎn)堆動(dòng)力學(xué)方程

(5)點(diǎn)堆中子動(dòng)力學(xué)方程解的定性討論如下：ρ>0,ω1為正數(shù)，ω2～ω7為負(fù)數(shù)，中子密度按指數(shù)規(guī)律增加。ρ＝0,中子密度不隨時(shí)間改變。ρ<0,ω1～ω7均為負(fù)數(shù)，中子密度隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律