2023年核能与核技术基础考试大纲

考试科目：核能与核技术基础（905）

参考书：

[1]吴宏春等，《核反应堆物理（修订版）》，原子能出版社，2017.

[2]于平安等，《核反应堆热工分析》，上海交通大学出版社，2002.

[3]王汝瞻，卓韵裳，《核辐射测量与防护》，原子能出版社，1990.

考试形式和试卷结构

一、试卷满分及考试时间

试卷满分为150分，考试时间为180分钟。

二、试卷题型结构

填空题24个空，每空1分，共24分

名词解释题18小题，每题2分，共36分

解答题（包括简答题、计算题）15小题，共90分

考试内容及要求

一．核反应堆物理基础

考试内容

中子与原子核的相互作用；中子截面和核反应率；截面随中子能量的变化；共振现象；原子核裂变过程。

考试要求

1、掌握中子与原子核作用的过程及结果；

2、掌握中子截面、平均自由程的定义、物理含义；

3、掌握核反应率、中子注量率等概念；

4、掌握中子截面随能量的变化规律，理解俘获-裂变比、有效裂变中子数等概念；

5、了解共振现象形成的机理，掌握多普勒效应；

6、掌握裂变能量释放、裂变碎片、裂变中子等概念。

二．核反应堆中子学过程

考试内容

链式裂变反应；中子的慢化过程；中子的扩散过程；中子扩散长度；慢化长度和徙动长度。

考试要求

1、掌握链式裂变反应、中子增殖系数、临界条件等概念；

2、掌握热中子反应堆内中子循环过程；

3、掌握反应堆功率相关计算；

4、掌握中子弹性散射动力学过程，掌握平均对数能降、平均散射角余弦的定义及物理意义；

5、了解慢化剂选择的标准；

6、掌握斐克定律的推导过程；

7、了解中子扩散方程的建立，掌握扩散方程的适用范围；

8、了解中子扩散长度、慢化长度、徙动长度等概念。

三．中子扩散理论与计算

考试内容

非增殖介质单能中子扩散方程计算；增殖介质单能中子扩散方程计算；多群中子扩散方程计算；核反应堆功率计算。

考试要求

1、掌握单能中子扩散方程的物理意义，利用单能中子扩散方程求解中子注量率；

2、掌握单群理论临界方程、修正单群理论临界方程、有反射层的临界方程，能够利用临界方程进行反应堆反应性计算；

3、掌握反射层节省、功率分布不均匀系数等概念；

4、了解多群中子扩散方程的建立及求解方法。

四．中子能谱和群常数计算

考试内容

裂变中子能谱；无限均匀介质的中子慢化能谱；共振能谱；热中子能谱；非均匀反应堆能谱计算。

考试要求

1、掌握中子能谱、瞬发中子能谱、缓发中子能谱的概念；

2、掌握反应堆内不同能量段典型能谱特点；

3、了解中子慢化密度、中子慢化方程等概念；

4、掌握能量自屏效应、空间自屏效应等概念；

5、了解水铀比及其对反应堆有效增殖系数的影响；

6、掌握热中子能谱硬化的概念及形成原因。

五．燃耗与反应性控制

考试内容

重同位素的燃耗；裂变产物的中毒；反应性系数；反应性温度系数；反应性控制。

考试要求

1、了解燃耗链的概念、燃耗方程的物理意义、预估-校正方法的基本流程；

2、掌握燃耗深度、卸料燃耗深度等概念；

3、掌握135Xe中毒效应、149Sm中毒效应的形成机理，掌握不同工况下反应堆状态发生变化时135Xe中毒效应、149Sm中毒效应对反应性的影响规律；

4、掌握温度系数、空泡系数、功率系数等概念；

5、掌握燃料温度系数、慢化剂温度系数的形成机理、影响因素等；

6、掌握反应性控制的主要任务；掌握控制棒、可燃毒物、可溶硼等三种控制方式的特性。

六．核反应堆动力学

考试内容

缓发中子的作用；核反应堆点堆动力学。

考试要求

1、掌握缓发中子对反应堆控制的作用；

2、掌握核反应堆周期、瞬发临界的概念；

3、了解点堆动力学方程的推导，掌握点堆动力学方程的物理意义。

七．核反应堆热工分析绪论

考试内容

核反应堆发展概况；堆型；核反应堆热工分析的任务。

考试要求

1、了解核反应堆发展概况和基本堆型；

2、掌握核反应堆热工分析的任务。

八．堆的热源及其分布

考试内容

核裂变产生的能量及其分布；堆芯功率的分布及其影响因子；控制棒、慢化剂和结构材料中热量的产生和分布；停堆后的功率。

考试要求

1、掌握核裂变产生的能量及其分布，堆芯功率的分布及其影响因子；

2、了解控制棒、慢化剂和结构材料中热量的产生和分布；

3、掌握停堆后的功率变化规律。

九．堆的传热过程

考试内容

导热；单相对流换热；流动沸腾传热；沸腾曲线；核态沸腾传热；沸腾临界；过渡沸腾传热；膜态沸腾传热；燃料元件的型式、结构及设计要求；燃料元件材料的热物性；燃料元件的温度分布；包壳与芯块间的间隙及其随燃耗的变化。

考试要求

1、掌握堆内导热、单相对流换热、流动沸腾传热的机理及物理分析方法；

2、掌握沸腾曲线对应的物理过程；

3、了解核态沸腾传热机理；

4、掌握沸腾临界的含义、类型和区别；

5、了解过渡沸腾传热、膜态沸腾传热过程和机理；

6、掌握燃料元件的型式、结构及设计要求；

7、了解燃料元件材料的热物性；

8、掌握燃料元件的温度分布规律，包壳与芯块间的间隙及其随燃耗的变化规律。

十．堆内流体的流动过程及水力分析

考试内容

单相流体的流动压降；两相流体的流动压降；自然循环；冷却剂的喷放；流动不稳定性。

考试要求

1、掌握单相流体的流动压降、两相流体的流动压降的计算方法；

2、掌握自然循环的物理含义和影响因素；

3、了解冷却剂的喷放过程；

4、掌握流动不稳定性的分类、机理等。

十一．堆芯稳态热工分析

考试内容

热工设计准则；堆芯冷却剂流量分配；热管因子和热点因子；典型的临界热流密度关系式；单通道模型的堆芯稳态热工分析；子通道模型的堆芯稳态热工分析。

考试要求

1、掌握热工设计准则；

2、了解堆芯冷却剂流量分配规律；

3、掌握热管因子和热点因子的定义及应用；

4、了解典型的临界热流密度关系式；

5、掌握单通道模型的堆芯稳态热工分析方法；

6、了解子通道模型的堆芯稳态热工分析方法。

十二．堆芯瞬态热工分析

考试内容

燃料元件瞬态过程温度场分析；守恒方程；反应堆的安全问题；负荷丧失瞬态；失流事故；压水堆冷却剂丧失事故；事故分类。

考试要求

1、掌握燃料元件瞬态过程温度场分析方法，基本守恒方程；

2、了解反应堆的安全问题；

3、掌握负荷丧失瞬态、失流事故压水堆冷却剂丧失事故的进程、机理及影响因素；

4、了解反应堆事故分类。

十三．辐射与物质的相互作用

考试内容

电离辐射与物质的相互作用；伽马射线与物质的相互作用；中子与物质的相互作用。

考试要求

1、掌握重带电粒子与物质的相互作用，了解原子阻止本领、比电离与射程的概念；

2、掌握电子与原子核、核外电子的作用方式，了解电子吸收的概念；

3、了解伽马射线的产生方式及与X射线的区别，熟练掌握光电效应、康普顿效应和电子对效应；

4、了解中子源的类型，熟练掌握各能量中子与物质的作用过程。

十四．核辐射测量与安全监察

考试内容

电离室、计数管、闪烁计数器、外照射监测、内照射监测、核辐射物理量测量的基本方法；照射量的绝对剂量、大剂量的测量。

考试要求

1、了解核辐射探测器的主要分类；

2、掌握电离室、计数管、闪烁计数器的工作原理；

3、掌握活度、辐射能量、辐射场和辐射剂量的测量方法；

4、了解伽马辐射监察、个人伽马剂量监察、中子剂量的安全监察、照射量的绝对剂量、大剂量的测量。

十五．辐射防护的基本原则

考试内容

辐射防护基本概念及术语；生物效应；辐射防护原则；剂量当量限值。

考试要求

1、理解辐射防护中的基本概念及术语；

2、掌握射线对人体产生的生物效应，理解影响生物效应的主要因素；

3、了解辐射防护原则和新标准的剂量当量限值。

十六．外照射剂量计算、测量和防护

考试内容

伽马射线及带电粒子外照射的防护；伽马射线衰减规律；屏蔽厚度计算。

考试要求

1、了解外照射防护的基本方法，熟悉剂量计算与屏蔽计算中的基本概念与术语；

2、熟悉外照射防护的基本途径；

3、熟练掌握伽马射线在物质中的衰减规律和屏蔽层厚度计算的一般方法，根据减弱倍数计算屏蔽层厚度；

4、掌握散射伽马射线、X射线、β射线的防护措施及典型屏蔽材料的特点和应用；

5、熟悉β射线的剂量计算和防护。

十七．中子的防护及其应用

考试内容

中子的防护；中子引起的次级辐射；反应堆的防护；加速器的防护；核武器的防护；中子屏蔽材料。

考试要求

1、了解中子剂量计算的方法；

2、熟悉反应堆、加速器、核武器的防护；

3、掌握中子屏蔽原理，熟悉中子引起的次级射线的屏蔽防护，掌握中子典型屏蔽材料特点及应用。

十八．内辐照防护

考试内容

内辐照防护基本概念；内照射防护产生的途径和防护手段。

考试要求

1、了解内辐照防护的特点；

2、了解内照射的产生途径和防护手段。

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