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2024年度南华大学核工程计划（核电运行）考试试题及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、名词解释（每小题2分，共10分）

1.核裂变

2.中子经济系数

3.反应堆临界状态

4.热工水力瞬变

5.放射性废物

二、填空题（每空1分，共15分）

1.核反应堆主要由______、______、______、______和控制系统组成。

2.热中子反应堆中最常用的裂变燃料是______，慢化剂常用______或______。

3.根据反应堆启动过程中的功率水平，通常将反应堆的运行分为______、______和______三个阶段。

4.核电站一回路中的冷却剂主要承担______和______的任务。

5.辐射防护中通常采用的时间防护是指______。

三、判断题（判断下列说法正误，正确的划“√”，错误的划“×”。每小题1分，共10分）

1.铀-235的裂变释放的能量主要来自于裂变碎片的质量亏损。（）

2.针对中子的吸收是指中子与其他原子核发生散射的过程。（）

3.反应堆的功率水平越高，其中子通量密度也一定越高。（）

4.自然循环是利用反应堆冷却剂自身温度差驱动的循环，无需外界动力。（）

5.核电站二回路的水质对反应堆的安全运行没有直接影响。（）

6.个人剂量当量用于评估外照射对人体的辐射危害。（）

7.核安全文化是指组织内共享的价值观、态度、信念、行为和技能，所有组织成员都应遵守。（）

8.核电厂的应急计划仅针对事故工况。（）

9.慢化剂的主要作用是增加中子的速度。（）

10.控制棒插入反应堆，会使反应堆的功率水平上升。（）

四、简答题（每小题5分，共20分）

1.简述核裂变链式反应得以持续进行的三个必要条件。

2.简述核反应堆热工水力循环分析的主要目的。

3.简述辐射对生物体可能造成的两种主要伤害类型及其区别。

4.简述核电站运行人员进行操作前应遵循的基本步骤。

五、计算题（共25分）

1.（10分）某反应堆堆芯体积为8m3，在临界状态下，中子注量率为1.0×1012n/(cm2·s)。已知裂变中子产额为2.43个/次裂变，每次裂变平均释放能量为200MeV。假设所有中子都被吸收，且中子能量全部转化为热能（不考虑其他能量损失）。计算该堆芯由中子裂变产生的热功率（单位：MW），并说明计算所依据的基本假设。

2.（15分）一回路冷却剂在主泵驱动下流经反应堆堆芯，流速为1.0m/s。假设某段管道的直径由0.5m突然收缩为0.2m。不考虑流动损失，试计算：（1）收缩前后的管道截面积；（2）收缩后的管道流速。

试卷答案

一、名词解释

1.核裂变：重核（如铀-235或钚-239）吸收一个中子后，分裂成两个或多个质量较小的原子核，同时释放出2-3个中子、巨大的能量和γ射线的过程。

*解析思路：考察对核裂变基本定义的理解，包括触发条件（吸收中子）、结果（分裂成小核、释放中子、能量）。

2.中子经济系数：在反应堆中，每次核裂变平均产生的中子数（包括裂变中子和裂变碎片俘获的中子）与该次裂变实际消耗的中子数之差。

*解析思路：考察对中子经济系数（或中子增殖系数k）概念的理解，包括其定义公式（k=(平均产生中子数-平均消耗中子数)/消耗中子数），以及它对反应堆自持链式反应的重要性。

3.反应堆临界状态：反应堆中，中子源存在时，每次核裂变产生的中子，平均恰好能引起下一次核裂变的状态。此时反应堆功率稳定，不随时间增长或衰减。

*解析思路：考察对反应堆临界状态定义的理解，区分临界、亚临界和超临界的概念。

4.热工水力瞬变：反应堆冷却剂参数（如压力、温度、流量）由于某种扰动（如开关阀门、泵的启停、功率变化）而发生突然或快速变化的过程。

*解析思路：考察对热工水力瞬变定义的理解，强调其“突然或快速变化”的特性，与稳态运行或缓慢变化区分开。

5.放射性废物：含有放射性核素，其放射性水平或数量足以对其所在环境或接触的人员构成潜在危害，并且需要采取防护措施或专门处理、处置的废物。

*解析思路：考察对放射性废物基本概念的理解，包括其核心特征——含有放射性核素且需特殊处理。

二、填空题

1.核反应堆，冷却剂系统，慢化剂系统，燃料组件，控制系统

*解析思路：考察对核反应堆基本组成部分的掌握，这些是构成反应堆的核心系统。

2.铀-235，重水，轻水

*解析思路：考察对常用核燃料和慢化剂的了解，特别是热中子堆的典型选择。

3.冷启动，热