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106年 - 106 高等考試_三級_核子工程:核工原理#63440
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題組內容
四、有一燃料棒其燃料丸半徑為 r
F
,護套外徑為 r
C
。若燃料的體積熱產生率為 q(W/m
3
) 且為均勻分布,燃料與護套間的接觸熱阻(thermal contact resistance)為 R
c
(m
2
K/W), 護套表面與冷卻劑之間的熱傳遞係數為 h(W/m
2
K),冷卻劑溫度為 T
a
,燃料與護套之 導熱度分別為 k
F
與 k
C
(W/mK)。
⑵請闡述燃料棒體積熱產生率與中子通率之關係。(5 分)
相關申論題
⑴試闡述中子與物質作用之共振捕獲(resonance capture)現象及其與燃料溫度及核 能安全的關係。(10 分)
#254138
⑵臺灣的核能電廠採用水冷式反應器,請詳述反應器中,水與中子各種可能的作用 及其與溫度或空泡變化的關係。(10 分)
#254139
二、用過核子燃料的管理需要考慮衰變熱。已知一個核分裂反應後,其各種分裂產物放 出之 β-射線約等於 3.8*10-6t -1.2 β-rays/s,γ-射線約等於 1.9*10-6t -1.2 γ-rays/s;其中 β-射 線的平均能量約為 0.4 MeV,而 γ-射線約為 0.7 MeV。若一燃料束以 Po MW 的功率 運轉 T 天,試決定此一燃料束停止運轉 t 天後的衰變熱功率。假設每次核分裂反應放 出約 200 MeV 的熱能,1 MeV = 1.602*10-13 J。(15 分)
#254140
⑴試以暫態單群中子擴散方程式解,說明核反應器臨界條件為幾何曲度(geometrical buckling)等於材料曲度(material buckling)。(10 分)
#254141
⑵考慮一個裸圓柱體核反應器(半徑 R,高度 H,且均遠大於中子外插距離 (extrapolation distance)),試求解單群穩態中子擴散方程式,並決定反應器臨界時 之中子通率分布及其曲度。已知 Jo(x) = 0 的第一個根為 2.405。(15 分)
#254142
⑴試決定穩態時燃料棒中心的溫度。(20 分)
#254143
⑴α-射線。(4 分)
#254145
⑵β-射線。(4 分)
#254146
⑶γ-射線。(7 分)
#254147
五、國際上針對用過核燃料中期貯存有所謂乾式與濕式的貯存方式,請論述 兩種儲存方式的差異與優缺點。(20 分)
#468616
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