
【电】 nuclear temperature coefficient
核反应温度系数(Nuclear Reactor Temperature Coefficient)是核工程领域的核心安全参数,指反应堆温度变化引起的反应性变化量。其英文对应术语为"Temperature Coefficient of Reactivity"。该系数定量描述反应堆功率自调节能力,对核电站安全设计至关重要。
燃料温度系数(Doppler Coefficient)
铀-238等核素共振吸收中子截面随温度升高而增大,导致中子利用率降低。该效应瞬时响应燃料温度变化(量级为毫秒),是瞬态安全的重要负反馈机制。公式表示为:
$$ alpha_T = frac{partial rho}{partial T} $$
其中 $rho$ 为反应性,$T$ 为温度。
慢化剂温度系数(Moderator Coefficient)
慢化剂(如水)密度随温度升高而降低,减弱中子慢化效果。该效应响应较慢(秒至分钟级),设计需确保其为负值以避免功率失控。
通过硼稀释试验或升功率试验测量,需符合《核电厂运行安全规定》(HAF103)要求。美国核管会(NRC)文件NUREG-0800明确规定系数验证程序 。
权威来源
- 国际原子能机构《核反应堆热工水力学基础》(IAEA-TECDOC-2333)
- 中国核安全局《核动力厂设计安全规定》(HAF102)
- 美国核管会《标准审查计划》NUREG-0800 Section 4.4
核反应温度系数是核工程中的关键参数,用于描述温度变化对核反应堆反应性的影响。以下是详细解释:
核反应温度系数指温度每变化1开尔文(K)时,反应堆反应性(ρ)的变化量,数学表达式为: $$ α = frac{dρ}{dT} $$ 其中,α为温度系数,ρ代表反应性(反映链式反应速率的关键参数),T为温度。
核反应堆的总温度系数是各组成部分的叠加:
设计时需通过材料选择、堆芯结构优化等手段,确保温度系数为负值,以提升固有安全性。
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