原子力エネルギー工学特論レポート(2)

問題

• 問題1
  (a)　質量公式を用いて、ウラン236複合核の質量をMeV単位およびkg単位で求めよ。
  (b)　核分裂1回当たり取り出されるエネルギーを200MeVとすると、 質量のどれくらいの割合がエネルギーとなったか？
  (c)　1Wの熱出力を得るのに、毎秒何回の核分裂を起こす必要があるか？ また、何kgのウラン235が消費されるか？

• 問題2
  キセノン135の毒作用は、¹³⁵Iと¹³⁵Xeの原子数密度 I(t)とX(t)の時間変化で評価される。
  dI/dt=γ_IΣ_fφ_T -λ_II,
  dX/dt=λ_II+γ_XΣ_fφ_T -λ_XX-σ_aXXφ_T
  (a)　²³⁵Uを燃料とする実験炉 (Σ_f=24.3(cm^-1)で 中性子束φ=5×10¹⁴(cm^-2s^-1)の 平衡状態におけるI(t)とX(t)の値を求めよ。
  (b)　炉を緊急停止した後(φ=0)のI(t)とX(t)の解を求め、 X(t)がピーク値を取る時刻を求めよ。
  (c)　別紙(氏名と学籍番号を記す)に I(t)とX(t)のグラフを描き、X(t)のピーク値が 初期値((a)で求めた平衡値)のおよそ何倍になるか調べよ。
  この問題では以下のデータを用いよ。

  	ヨウ素135	キセノン135
  崩壊定数 λ(s-1)	2.87×10-5	2.09×10-5
  実効核分裂収率 γ	0.061	0.003
  中性子吸収断面積 σa (cm2)	----	2.72×10-18

注意

友人にヒントなどを教えてもらうことは構わないが、必ず自分で考えた 結果を提出すること。極端に類似の(丸写しの)レポートがあれば、全て0点と 評価するので注意すること。

レポート受付は原則月曜1コマの授業終了時とする。 最終提出期限は7/1とする。それ以前の提出も歓迎する。