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103年公務人員高等考試一級暨二級考試試題
代號：22830
等 別： 高考二級
類 科： 核子工程
科 目： 反應器工程研究
考試時間： 2小時 座號：
※注意：
禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
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一、為了要確保沸水式核反應器爐心的冷卻能力，最可靠的方法之一是利用重力產生的
自然對流。請繪圖說明這樣的概念，並列出相關方程式，利用其基本物理原理，探
討流量與系統物理參數的關係。（20 分）
二、核反應器爐心產生的熱量，正常狀況下需要靠冷卻劑來進行移除。請分別討論水、
氦、金屬鈉三種冷卻劑的優缺點（中子物理，熱流，以及材料等方面）。（20 分）
三、請畫出沸水式核電廠（Boiling Water Reactor, BWR）流體循環系統簡圖，從核島區
至常規島區，並指出其重要元件之名稱。（20 分）
四、臺灣的核一、核二廠皆為沸水式反應器（BWR），沸水式反應器爐心中，水被燃料加
熱而沸騰，由液相（liquid phase）轉變至汽相（vapor phase）。請畫一個垂直流道，
示意爐心中的次流道由液相轉變成為汽相的過程，包括：（每小題 4分，共 20 分）
圖示流譜（flow regime）變化過程，並標示出各區流譜名稱。
流體溫度變化圖。
燃料壁溫圖。
空泡分率圖。
上列圖中，請標示出：沸騰起始點、單相區、次冷沸騰區、飽和沸騰區、乾化點
等重要變化位置。
五、核電廠為了防範核燃料之輻射外洩，由內至外設計了多重防範措施，請說明之。
（5分）
六、請說明下列名詞之意涵：
空泡分率（void fraction）（2分）
乾度（quality）（2分）
水槌（water hammer）（3分）
喪失冷卻水事故（LOCA）（3分）
DNBR（departure from nucleate boiling ratio）（2分）
流動飄移不穩定性（flow excursion instability）（3分）