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核工程

核裂变链式反应模拟器

调整浓缩度、慢化剂类型和控制棒插入率，实时计算有效增殖因子keff。用对数坐标图展示每代中子数变化，直观体验临界条件。

堆芯参数
铀浓缩度 (%)
%
慢化剂类型
控制棒吸收率 (%)
%
初始中子数
keff = --
-- 堆芯状态 --
中子数 vs 代数
理论与主要公式

$$k_{eff}= \eta \cdot f \cdot p \cdot \varepsilon \cdot P_{NL}$$ η: 裂变中子数, f: 热利用率,
p: 共振逃脱率, ε: 快裂变因子,
PNL: 不泄漏概率

什么是核裂变链式反应模拟器？

核裂变链式反应模拟器用于把抽象公式、参数变化和可视化结果连接起来。通过移动滑块或输入数值，可以实时观察主要变量如何影响系统行为。

物理模型与关键公式

本工具围绕核裂变链式反应模拟器的核心模型进行计算。使用时应同时关注输入参数、单位和边界条件，避免只凭单个结果数值作判断。

实际应用场景

核裂变链式反应模拟器可用于教学演示、工程初步估算、参数灵敏度分析和方案比较。在进入更完整的CAE或实验验证前，它能帮助快速把握数量级与趋势。

常见误解与注意事项

模拟结果是理想化模型下的估算，实际工程还需要考虑材料离散性、环境条件、测量误差和安全系数。请结合公式含义与图表趋势综合判断。

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使用指南

  1. 设置U-235浓缩度（2%-90%范围），调节sl-enrich滑块确定燃料富集程度
  2. 配置控制棒插入深度（0-100%），通过sl-rod参数控制中子吸收能力
  3. 输入初始中子数量sl-n0（1-10000），点击运算获得keff值和反应堆状态判定

具体计算示例

典型压水堆临界计算：U-235浓缩度3.5%、控制棒插入30%、初始中子1000个。仿真结果显示keff=1.002（临界状态），第5代中子数量稳定在1020个。若浓缩度提升至4.2%、控制棒退出至10%，keff跳升至1.087，反应堆进入超临界，中子数呈指数增长至第8代时达8400个，需立即插棒控制。

实务注意事项

  1. 浓缩度超过5%时需重点关注keff变化趋势，防止瞬发临界事故
  2. 控制棒插入深度与浓缩度存在非线性耦合关系，调试时应逐步微调避免振荡
  3. keff在0.98-1.02区间为安全运行窗口，超出范围应立即启动应急停堆程序
  4. 模拟器采用六因子公式计算，考虑了快中子泄漏和热中子吸收效应