93年 - [無官方正解]93 經濟部辦理台電公司及中油公司_新進職員甄試試題_核工：核工原理#147396

1. 在核分裂的過程中，下列那一項占釋放能量最大百分比 (A) 分裂碎片的動能 (B) 瞬發中子的動能 (C) 瞬發伽瑪的能量 (D) 延遲貝他粒子的動能

2. 延遲中子占所有分裂中子的比例不到 1%，但它在反應爐的控制非常重要，主要原因為？ (A) 如無延遲中子，不可能發生連鎖反應 (B) 延遲中子的能量較低 (C) 延遲中子能使平均中子代間時間變長 (D) 延遲中子較不易引發核分裂

3. 下列那一項不會影響 K_eff 的大小 (A) 爐心尺寸 (B) 裝置中子源 (C) 爐心燃耗 (D) 緩和劑對燃料的比值

4. 在次臨界的反應爐中，抽出控制棒，使 k 值由 0.85 增至 0.95，需加入約多少反應度 (A) 0.239 ∆k / k (B) 0.182 ∆k / k (C) 0.124 ∆k / k (D) 0.102 ∆k / k

5. 在功率為 10^-5 %且無氙毒的反應爐中，加入一反應度使其以 100 秒的週期增加功率，以下何種負反應度效應最先出現？ (A) 緩和劑溫度 (B) 燃料溫度 (C) 空泡 (D) 壓力

6. 反應爐在冷卻過程，正反應度加入爐心的原因為？(假設緩和劑溫度係數為負值) (A) 熱中子利用因數降低 (B) 熱中子利用因數增高 (C) 共振逃逸機率降低 (D) 共振逃逸機率增高

7. 在臨界的反應爐加入正反應度，會造成中子讀數快速上升(prompt jump)原因為？ (A) 因短半生期之延遲中子效應 (B) 加入反應度超過平均有效延遲中子分數(\( \bar{\beta}_{eff} \)) (C) 快速增加瞬發中子數 (D) 緩和劑溫度效應快速加入正反應度

8. 參考右圖，Keff 由點 2 至點 3 的變化趨勢主要原因為：
(A) 可燃毒素的燃耗 (B) U-238 轉變成 Pu-239 (C) 分裂產物毒素累積 (D) U-238 的燃耗

9. 以下敍述，何者錯誤 (A) 原子核外的中子並不穩定，會經由衰變成為一個質子與一個電子 (B) 中子的來源有(α,n),(r,n) 與 fission (C) 中子-質子比例過高的放射性同位素，可能發生β^-衰變 (D) 中子撞擊靶核發生彈性散射時，撞擊重核之中子能量損失較撞擊輕核為多

10. 以下何者非中子與物質之作用 (A) 彈性散射 (B) 非彈性散射 (C) 成對發生(pair production) (D) 帶電粒釋放(Charged Particle Emission)

11. 何者不是優良的緩和劑需具備的條件 (A) 中子吸收截面小 (B) 中子散射截面大 (C) 原子量與中子質量接近 (D) 必須為流體

12. 以下有關反應爐臨界之描述，何者不正確 (A)ρ= 0 (B)  (C) K_eff = 1.0 (D) 週期= 0秒

13. 中子減能時間最短與中子減能時間最長的緩和劑分別為： (A) 水、石墨 (B) 重水、石墨 (C) 鈹、石墨 (D) 石墨、重水

14. 何者不是正常狀況下，控制沸水式反應爐反應度的方法 (A) 控制棒 (B) 可溶性中子毒物(如硼酸) (C) 可燃耗中子毒物(如氧化釓) (D) 爐心冷卻水流量控制

15. 當緩和劑溫度上升時，快中子不漏機率______，共振逃逸機率______ (A) 上升，下降 (B) 下降，下降 (C) 下降，上升 (D) 上升，上升

貳、填充題：
1. U-238 的質量密度為 19.1 g/cm³，則其原子數密度為________

2. Pu-239 的微觀截面為 742 barn，質量密度為 19.6 g/cm³，其巨觀截面為________

3. 若一原子核捕獲中子後，其激動能大於________時，即能引發核分裂反應。

4. 若將反應爐的中子能量分為快中子、中速中子與慢中子，則中子通率最大的為________中子。

5. 瞬發中子的壽命為 10^-4 sec，延遲中子壽命為 13 sec， β = 0.0065，則平均中子壽命為______秒。

6. 某氣體儲存槽的壓力為 200 psi 時，氣體溫度為 150°F，當儲存槽壓力降到 180 psi 時，槽內氣體溫度為______°F。(假設氣體未流失)

7. 反應爐在臨界狀態，λ =0.08 秒， β = 0.0064，此時加入 0.25$ 的正反應度，反應爐的週期為______秒。

8. 反應爐在次臨界狀態，中子源每秒放出 100 個中子，當中子計數率穩定在 500/sec 時，反應度為_______∆k / k 。

9. 初始爐心(initial core)放置裝置中子源的目的為_________。

10. 若反應爐的功率由 1% 升至 2% 需 50 秒，在相同的週期下，由 20% 升至 40% 需______秒。

a. 熱中子利用因數

b. 快中子分裂因數

c. 中子遷移長度

d. 中子擴散長度

a. 次冷沸騰(Subcooled Boiling)

b. 變態沸騰(Onset Transition Boiling)

3. 請按中子自出生到被吸收之過程依發生順序，寫出六因數公式，四因數公式與二因數公式(不必詳述各因數之定義)，另請討論適用四因數公式及二因數公式的條件？(8 分)

4. 某反應爐的體積為 1 m³，中子密度為 1.36×10⁷/cm³，中子速度為 2200 m/sec，巨觀截面為28 cm^－1，則該反應爐的功率為若干 MW？(6 分)轉換因子：3.1×10¹⁰ fissions / watt-s

5. 反應爐飼水流量為 1.2×10⁷ lbm/hr，飼水熱焓為 487.7 Btu/lbm，蒸氣產生量與飼水流量相同，蒸氣乾度為 99.7%，且反應爐運轉在1000 psia，該壓力的飽和水的 h_f = 542.6 Btu/lbm，h_fg = 650.4 Btu/lbm，求反應爐的功率為為干 MWt？(4 分)已知 1 Btu/hr = 0.2931 Watt

6. 反應爐緩和劑／燃料比值應設計在欠緩和比區或過緩和比區？理由為何？(5 分)

7. 反應爐中有 600 束核燃料，以 2400 MWt 的功率連續運轉十天，該期間某燃料束的徑向功率因數(Radial Peaking Factor)保持在 1.20，若該燃料束鈾的重量為 200 ㎏，則該期間該燃料束的燃耗為若干 MWd/MTu？(5 分)