核反應堆物理分析課程設計

1、一 題目 設計一個帶有反射層的球形堆，芯部半徑為 R，帶有厚度為 T（包括外推距離）的反射層，根據(jù)含有反射層的單群擴散理論，解出在 T 取特定值時 R 的值，并定性說明 T 與 R 的關(guān)系。反應堆材料及參數(shù)如下 堆芯材料：二氧化鈾和水，水鈾比為 3.5 ，熱中子年齡為 40 ×10-4m2 反射層材料：水二 設計內(nèi)容1,帶有反設層均勻裸堆的臨界方程 2. 參數(shù)的選擇 堆芯材料為二氧化鈾和水,水鈾比為 3.5，其中UO2的富集度為3.5%，二氧化鈾密度為10.42×103 kg/m3，反射層中成分為水。熱中子年齡為= 40 ×10-4m2。3. 計算步驟 已知UO2

2、的富集度為3.5%，密度為10.42×103 kg/m3中，設以C5表示富集鈾內(nèi)235U的核子數(shù)與鈾（235U+238U)的核子數(shù)之比，則代入=3.5%，可得C5=,求得UO2的分子量為因而單位體積內(nèi)UO2的分子數(shù)為單位體積內(nèi)235U，238U和氧的原子核密度為又在0.0253ev時相關(guān)微觀截面為 則可得到 已知水鈾比為3.5，即VH20/VUO2=3.5，則 （1）在芯部中 散射平均自由程吸收平均自由程而輸運平均自由程芯部的熱擴散系數(shù)擴散長度徙動長度對于修正單群理論，當臨界時即K=1，則 即（2） 在反射層中，即水中散射平均自由程輸運平均自由程吸收平均自由程熱擴散系數(shù)擴散長度則將以

3、上需要用到的系數(shù)進行單位換算，并統(tǒng)一后得 將其代入帶有反設層均勻裸堆的臨界方程得4. 編程求解 編寫C語言程序來求解上述超越方程在特定T值下，R的值。#include<stdio.h>#include<math.h>void main()double DC=0.1658,BC=0.1270,DR=0.1429,LR=2.549; /賦初值double R,T,A,B;FILE *fp;/定義文件指針。fp=fopen("1.txt","w+");/創(chuàng)建并打開用于保存數(shù)據(jù)的文件for(T=1;T<50.1;T=T+0.1)/賦

4、予T的運行范圍R=1;while(R<100)A=DC*(1-BC*R/tan(BC*R);B=DR*(1+R/LR/tanh(T/LR);if(fabs(A-B)<0.00001)/確定計算精度break;R=R+0.00001;/確定R的精度printf("當T=%f時，R=%fn",T,R,A,B);fprintf(fp,"%f,",T);fprintf(fp,"%fn",R);/在文件中保存R與T的值fclose(fp);/關(guān)閉文件運行結(jié)果：T=1.000000,R=48.373450T=2.000000,R=22

5、.814850T=3.000000,R=22.332730T=4.000000,R=22.083630T=5.000000,R=21.963170T=6.000000,R=21.906710T=7.000000,R=21.880630T=8.000000,R=21.868660T=9.000000,R=21.863180T=10.000000,R=21.860680T=11.000000,R=21.859540T=12.000000,R=21.859020T=13.000000,R=21.858780T=14.000000,R=21.858670T=15.000000,R=21.858630T

6、=16.000000,R=21.858600T=17.000000,R=21.858590T=18.000000,R=21.858590T=19.000000,R=21.858590T=20.000000,R=21.858580三.結(jié)論將輸出數(shù)據(jù)用origin8繪圖如下得： 在給定反應堆水鈾比及UO2富集度的條件下，由臨界方程得出了反應堆T和R的關(guān)系 。根據(jù)運行數(shù)據(jù)可見，隨著反射層厚度T的增加，反應堆臨界半徑在減小。但是，當反射層增大到一定厚度后，臨界半徑接近常數(shù)，此時再增大反射層厚度，臨界半徑基本不變。四.參考文獻1 謝仲生 核反應堆物理分析 西安交通大學出版社 原子能出版社 2004年7月第一版五.心得體會 在這次課程設計中我主要負責程序的編輯，并和另一名組員共同完成了文檔的編輯。在編輯程序的時候，由于C語