【冲刺】2027 年中国原子能科学研究院 082701 核 能科学与工程《815 核反应堆物理分析》考研冲刺 模拟五套题及参考答案

考研专业课模拟试题 模拟试题简介 试题名称： 【冲刺】2027 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《815 核反应堆物理分析》考研冲刺模拟 五套题及参考答案 试题题型： 名词解释+简答题+计算题 参考书目： 《核反应堆物理分析》 ，谢仲生，原子能出版社 适用院系： （000）不区分院系所

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考研专业课模拟试题 目录 2027 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《815 核反应堆物理分析》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（一） ...............................................................................................................................................4 2027 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《815 核反应堆物理分析》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（二） ...............................................................................................................................................7 2027 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《815 核反应堆物理分析》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（三） ...............................................................................................................................................9 2027 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《815 核反应堆物理分析》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（四） .............................................................................................................................................11 2027 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《815 核反应堆物理分析》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（五） .............................................................................................................................................14

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考研专业课模拟试题 2027 年考研专业课模拟试题-冲刺阶段使用 2027 年中国原子能科学研究院 082701 核能科学与工程《815 核反应堆物理分析》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（一） 一、名词解释 1． 核反应率 【答案】每秒每单位体积内的中子与介质原子核发生作用的总次数(统计平均值)。 2． 控制棒积分价值 【答案】当控制棒从一初始参考位置插入到某一高度时，所引入的反应性。控制棒在堆芯不同高度处 移动单位距离所引起的反应性变化。 二、简答题 3． 什么是中子与原子核的直接相互作用？ 【答案】所谓直接相互作用是指：入射中子直接与靶核内的某个核子碰撞，使某个核子从核里发射出 来，而中子却留在核内。如果从靶核里发射出来的核子是中子，而靶核发射γ射线，同时由激发态返回基 态，这就是直接非弹性散射过程。

4． 解释上题等号右边各项的物理意义。问一临界反应堆阶跃输入一正反应性 ，试求中子密度的时间响 应 ，假定无任何反馈，且外中源 【答案】 6

。

keff (t )(1   eff )  1 l

N (t ) ：t 时刻单位时间内瞬发中子的产生数。

  C (t ) ：t 时刻第 1－6 组缓发中子的产生率的总和。 i 1 i i

keff (t ) ieff l

N (t ) ：t 时刻第 i 组缓发中子先驱核的产生率。

：t 时刻第 i 组缓发中子先驱核的衰变率。 S(t)：为外中子源强度。 5． 试说明微观截面的大致变化规律。 【答案】微观截面在不同入射中子能量及不同靶核质量数的情况下，差别是很大的。对压水堆最重要 的几个核反应，一般均可按中子能量不同分为三个区域：在低能区，微观截面或者保持常数（对(n,n)反 应）或者与

1

E

( 1 ) 成正比（对(n,γ)反应和(n,f)反应） 。 

在该区以上是共振区。有多个共振峰存在。在高能区是微观截面的平滑区。

6． 为什么要用轻元素来屏蔽 射线？ 【答案】是为了减少由 射线产生的轫致辐射的数量和能量。

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考研专业课模拟试题 三、计算题 7． 试求边长为 a, b, c （包括外推距离）的长方体裸堆的几何曲率和中子通量密度的分布。设有一边长 （1）求达到临界 a  b  0.5m, c  0.6m （包括外推距离）的长方体裸堆， L  0.043m,   6 104 m 2 。 时所必须的 k ；（2）如果功率为 5000kW ,  f  4.01m 1 ，求中子通量密度分布。 【答案】长方体的几何中心为原点建立坐标系，则单群稳态扩散方程为：

D(

 2  2  2   )   a   k  a   0 x 2 y 2 z 2

边界条件：  ( a / 2, y, z )   ( x, b / 2, z )   ( x, y, c / 2)  0 （以下解题过程都不再强调外推距离，可认为所有外边界尺寸已包含了外推距离） 因为三个方向的通量拜年话是相互独立的，利用分离变量法：

 ( x, y, z )  X ( x)Y ( y ) Z ( z ) k 1  2 X  2Y  2 Z    2 将方程化为： X Y Z L 设： 2 2 X  2Y 2  Z   Bx2 ,   By ,   Bz2 X Y Z

想考虑 X 方向，利用通答: X ( x)  A cos Bx x  C sin Bx x 代入边界条件： A cos( Bx

a n  )  0  Bnx  , n  1,3.5,...  B1x  2 a a

同理可得：  ( x, y, z )  0 cos( 其中 0 是待定常数。



a

x) cos(



y ) cos( z ) a a



其几何曲率： Bg  ( )  ( )  ( )  106.4m 2 2 2 2







2

a

b

c

（1）应用修正单群理论，临界条件变为： 其中： M  L    0.00248m 2 2 2

k  1 2  Bg M2

 k  1.264 （2）只须求出通量表达式中的常系数 0 a b c    2 P  E f   f  dV  E f  f 0  2a cos( x)dx  2b cos( y )dy  2c cos( z )dz  E f  f 0 abc( )3 V    a b c  2 2 2

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考研专业课模拟试题

 0 

2 P ( )3 E f  f abc



 1.007 1018 m 2 s 1

8． 某压水堆采用 为 0.0253eV 时，

作燃料，其富集度为 2.43%（质量） ，密度为 10000 的宏观吸收截面和宏观裂变截面。

。试计算：当中子能量

【答案】查表得，0.0253eV 时：  a (U 5)  680.9b,  f (U 5)  583.5b,  a (U 8)  2.7b 查表得，0.0253eV 时：  a (O )  0.00027b 以 表示富集铀内 U-235 与 U 的核子数之比，  表示富集度，则有：

235c5  235c5  238(1  c5 )

1 c5  (1  0.9874(  1)) 1  0.0246



M(UO 2 )  235c5  238(1  c5 )  16  2  269.9 N (UO2 )  1000  (UO2 )  N A  2.23 1028 M(UO 2 ) 26

(m 3 )

所以， N (U 5)  c5 N (UO2 )  5.49  10

(m 3 ) (m 3 )

N (U 8)  (1  c5 ) N (UO2 )  2.18 1028 N (O)  2 N (UO2 )  4.46 1028 (m 3 )

 a (UO2 )  N (U 5) a (U 5)  N (U 8) a (U 8)  N (O) a (O)  0.0549  680.9  2.18  2.7  4.46  0.00027  43.2 (m 1 )  f (UO2 )  N (U 5) f (U 5)  0.0549  583.5  32.0 (m 1 )

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