華北電力大學(xué) 核反應(yīng)堆物理分析 第0章核反應(yīng)堆物理分析概況

核反應(yīng)堆物理分析核科學(xué)與工程學(xué)院反應(yīng)堆工程教研室核反應(yīng)堆物理vs.核物理

ReactorPhysicsvs.NuclearPhysicsPhysics：研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最一般的規(guī)律和物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)等NuclearPhysics(核物理)：研究微觀物質(zhì)世界運(yùn)動(dòng)規(guī)律及基本結(jié)構(gòu)ReactorPhysics(核反應(yīng)堆物理)Neutronics，又稱(chēng)為“中子學(xué)”工程物理，研究反應(yīng)堆內(nèi)中子行為的科學(xué)是反應(yīng)堆專(zhuān)業(yè)的核心專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是反應(yīng)堆屏蔽、熱工、安全、控制、材料輻照損傷分析等的工作的基礎(chǔ)之一。課程主要內(nèi)容第一章核反應(yīng)堆的核物理基礎(chǔ)(基本概念)第二章中子慢化和慢化能譜(基本概念)第三章中子擴(kuò)散理論(基本概念)第四章均勻反應(yīng)堆的臨界理論(理論基礎(chǔ))課程主要內(nèi)容第六章柵格的非均勻效應(yīng)與均勻化群常數(shù)計(jì)算(擴(kuò)散方程空間變量處理)第七章

反應(yīng)性隨時(shí)間的變化(擴(kuò)散方程時(shí)間變量處理：緩慢變化)第八章溫度效應(yīng)和反應(yīng)性控制(基本概念)第九章核反應(yīng)堆動(dòng)力學(xué)(擴(kuò)散方程時(shí)間變量處理：快速變化)核心內(nèi)容：核反應(yīng)堆物理的基礎(chǔ)：擴(kuò)散理論/擴(kuò)散方程(輸運(yùn)理論/輸運(yùn)方程)+臨界理論能量變量：分群理論空間變量：柵格的非均勻效應(yīng)與均勻化群常數(shù)計(jì)算時(shí)間變量反應(yīng)堆動(dòng)態(tài)學(xué)(反應(yīng)性/功率隨時(shí)間緩慢變化)：燃耗、裂變產(chǎn)物中毒反應(yīng)堆中子動(dòng)力學(xué)(反應(yīng)性/功率隨時(shí)間快速變化)：反應(yīng)堆動(dòng)力學(xué)模型(考慮緩發(fā)中子效應(yīng))常見(jiàn)的核裝置核反應(yīng)堆裂變反應(yīng)堆聚變反應(yīng)堆(慣性約束聚變反應(yīng)堆、磁約束聚變反應(yīng)堆)聚變-裂變混合堆加速器研究用加速器醫(yī)用加速器工業(yè)用加速器。。。放射源天然放射源人工放射源核武器第1/2代核武器：原子彈、氫彈、中子彈第3代核武器：伽瑪射線彈、電磁脈沖彈等中子學(xué)（粒子輸運(yùn)/擴(kuò)散理論）是核系統(tǒng)設(shè)計(jì)及分析的重要理論基礎(chǔ)及工具！國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆ITER（InternationalThermo-nuclearExperimentalReactor）InNov1985,GorbachovandMitterandproposedtoPresidentReaganthataninternationalprojectbesettodevelopfusionenergyforpeacefulpurposes.TheITERbeganasacollaborationbetweentheformerSovietUnion,USA,EUandJP.OnJuly2001,theengineeringdesignactivitiesweresuccessfullycompleted.Now7parties.ChinaandKoreabothjoinedtheprojectin2003,andfinallyIndiajoinedinDec2005.Site:Cadarache,FranceCosts(Euro):10billion聚變-裂變混合堆(Fusion-fissionhybridreactor)聚變裂變混合堆：利用聚變反應(yīng)堆產(chǎn)生的聚變中子在含有可裂變物質(zhì)的包層中使核燃料裂變或嬗變處置長(zhǎng)壽命放射性核廢物并獲取核裂變能的裝置。

混合堆功能：生產(chǎn)核燃料，供給裂變核電站用處理核廢料增殖能量，以供熱和發(fā)電生產(chǎn)氚早在1953年，美國(guó)勞倫斯·利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室的鮑威爾，就提出了建立聚變－裂變混合堆的建議我國(guó)在“七五”期間，在國(guó)家“863”計(jì)劃的支持下，開(kāi)展了大量的研究核電站及其安全概論核電站利用原子能內(nèi)部蘊(yùn)藏的能量大規(guī)模生產(chǎn)電力的新型發(fā)電站包括兩部分：利用核能產(chǎn)生蒸汽的核島：核反應(yīng)堆+一回路系統(tǒng)利用蒸汽發(fā)電的常規(guī)島：汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)等(與普通電廠類(lèi)似)秦山核電站大亞灣核電站田灣核電站核反應(yīng)堆系統(tǒng)核反應(yīng)堆系統(tǒng):一回路系統(tǒng)核反應(yīng)堆堆本體核電站會(huì)不會(huì)像原子彈那樣爆炸？核燃料的有效成分為235U或239Pu，而235U或239Pu同樣是原子彈的核炸藥？？那核電站會(huì)不會(huì)像原子彈那樣爆炸？？不必?fù)?dān)心，絕對(duì)沒(méi)有這種可能！“啤酒燒不著”

反應(yīng)堆有內(nèi)在的安全特性及多重安全保護(hù)系統(tǒng)

發(fā)生核爆炸并不簡(jiǎn)單防止放射性物質(zhì)外泄的三道屏障防止放射性物質(zhì)外泄的三道屏障防止放射性物質(zhì)外泄的三道屏障輻射從何而來(lái)？天然輻射包括來(lái)自外太空的宇宙射線及存在于食物、空氣及居住環(huán)境的天然放射性物質(zhì)等人工輻射我們接觸到的人工輻射以用于醫(yī)療診斷的X射線所占比例最多，其余的來(lái)源有大氣層核試產(chǎn)生的放射性塵埃、夜光表、電離室、煙霧探測(cè)器等。輻射從何而來(lái)？Note:IntheWorldTotaltherearealso6reactorsinoperationinTaiwan,China/programmes/a2/index.html370.208GW(e)

2010年2月2010年2月目前，全世界核發(fā)電量占總發(fā)電量的比重約為：18％。2007年，中國(guó)的核發(fā)電量占總發(fā)電量的比重為：1.93%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于18%的世界平均水平，準(zhǔn)備到2020年中國(guó)電力總裝機(jī)容量預(yù)計(jì)為9億千瓦時(shí)，核電的比重將占電力總?cè)萘康?%，即是中國(guó)核電在2020年時(shí)將為3600-4000萬(wàn)千瓦。也就是說(shuō)，到2020年中國(guó)將建成40座相當(dāng)于大亞灣那樣的百萬(wàn)千瓦級(jí)的核電站。Nuclearreactorsunderconstructionandabouttostartconstruction

PlantMWegrossTypeProjectcontrolStartconst.OperationLingao-2

(units3&4)2x1080CPR-1000CGNPC12/05,5/062010,2011Qinshan4

(units6&7)2x650CNP-600CNNC4/06,1/072011,2012Hongyanhe1

(units1-4)4x1080CPR-1000CGNPC8/07,4/08,3/09,7/102012-14Yangjiang1

(units1-4)4x1080CPR-1000CGNPC5/08,2/09,9/09,7/102013-15Ningde1

(units1-4)4x1080CPR-1000CGNPC11/07,9/08,7/09,3/102012-15Sanmen1

(units1&2)2x1100AP1000CNNC3/20088/13,2014Haiyang

(units1&2)2x1100AP1000CPI9/20082014-15Taishan12x1600EPRCGNPC

12/08,1/102014,2015世界核電站一覽表中國(guó)核電站一覽表核電站名稱(chēng)堆型額定功率(萬(wàn)千瓦)商業(yè)運(yùn)行時(shí)間廣東大亞灣核電站壓水堆2×98.41994/1994廣東嶺澳核電站壓水堆2×992002/2003廣東嶺澳核電站壓水堆2×100在建廣東陽(yáng)江核電站壓水堆百萬(wàn)千瓦/更大在建遼寧紅沿河核電站壓水堆2×100在建福建寧德核電站壓水堆4×100在建浙江秦山一期核電站壓水堆1×311994浙江秦山二期核