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核反应堆工程概论 2007.9

核反应堆工程概论

——习题作业——

刘巧芬 2011212386

第二章 核物理基础

2.1假设一个成年人体内含有0.25kg的钾，其中0.012%的钾是放射性Beta的发射体钾-40(半衰期1.3x109a)。试计算该人体的活度。

2.2以MeV为单位计算下列三种聚变反应中释放的能量：

212122313241H?1H???23He?0n 1H?1H???1H?1H 1H?1H???2He?0n

1234使用质量 1H= 1.007825; 1H= 2.014102; 1H= 3.01605; 23He = 3.01603; 2He = 4.002603; 01n =

1.008665。质量单位为原子质量单位u：1u = 1.6605655x10-27kg。假设前两个反应以相同的速率同时发生，而第二种反应中生成的3H(氚)又迅速地发生了第三个反应。试估算1kg的氘发生上述三中聚变反应后理论上可得到多少能量。将结果与1kg的235U裂变所释放的能量相比较。

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核反应堆工程概论 2007.9

2.3氢的热中子俘获微观截面为0.33靶，氧是2x10-4靶。试分析水分子的热中子俘获宏观截面(水的密度取1.0吨/米3)。比较该宏观截面中氢和氧的贡献比例。

2.4如果每100个铀原子裂变产生25个稳定的裂变产物气体原子(气体为单原子气体)，试分析一座热功率为3000MW的反应堆运行一年产生的裂变气体在标准状态下的体积。

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2.5每次裂变的裂变产物衰变热可近似描述成 Pd=2.85x10-6 T-1.2 MeV/s。3000MW热功率的反应堆稳定运行T0时间后停堆。试推导停堆后t时刻裂变产物衰变热(剩余发热)功率。时间T、T0、t均以天为单位。

2.6 100万千瓦电功率的反应堆内每年约多少吨235U裂变？同样电功率的燃煤锅炉每年要燃烧多少吨煤？假设：核电站和火电站的热电转换效率分别为33%和40%。核反应堆内的裂变能皆由235U产生，每次裂变的可回收能量为200MeV。煤的热值取每吨7x106Kcal。

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