高普考題庫
106 年 106年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

核工原理

本卷皆為申論題,點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1請回答下列問題:㈠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)㈡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)
申論 2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P MW 的功率o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)
申論 3請回答下列問題:㈠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(geometricalbuckling)等於材料曲度(material buckling)。(10 分)㈡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J(x) = 0 的第一個根為2.405。(15 分)o
申論 4有一燃料棒其燃料丸半徑為r,護套外徑為r。若燃料的體積熱產生率為q(W/m3)FC且為均勻分布,燃料與護套間的接觸熱阻(thermal contact resistance)為R(m2K/W),c護套表面與冷卻劑之間的熱傳遞係數為h(W/m2K),冷卻劑溫度為T,燃料與護套之a導熱度分別為k 與k(W/mK)。FC㈠試決定穩態時燃料棒中心的溫度。(20 分)㈡請闡述燃料棒體積熱產生率與中子通率之關係。(5 分)
申論 5試闡述下列放射線與物質可能的作用:㈠α-射線。(4 分)㈡β-射線。(4 分)㈢γ-射線。(7 分)