Министерство Образования Российской Федерации

Южно-Российский Государственный Технический Университет

(Новочеркасский Политехнический Институт)

­­­­­­_____________________________________________

Волгодонский Институт

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ И ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«Нейтронно-физические процессы в ядерных реакторах»

НОВОЧЕРКАССК 2003

УДК 621.039.51

Рецензенты: канд. техн. наук Якубенко И.А., канд. техн. наук Егоров С.Н.

Составители: Бубликов И.А., Шевейко А.Н., Кузин К.Н.

Методические указания к выполнению курсовой работы и домашнего задания по дисциплине «Нейтронно-физические процессы в ядерных реакторах»./ Волгодонский ин-т ЮРГТУ. Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. 29 с.

Приведены методики расчетов ячеек ТВС, коэффициента размножения нейтронов, нейтронных полей в активной зоне реактора.

Методические указания предназначены для организации самостоятельной работы студентов 4 курсов дневной и вечерней форм обучения специальностей: 1005 «Тепловые электрические станции»; 101300 «Котло- и реакторостроение» при выполнении курсовой работы и домашнего задания по дисциплине «Нейтронно-физические процессы в ядерных реакторах».

© Волгодонский институт ЮРГТУ, 2003

© Бубликов И.А., Шевейко А.Н.,

Кузин К.Н., 2003

1. Общие требования и цель

КУРСОВОЙ РАБОТЫ (ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ)

Пояснительная записка должна содержать сведения о задаче, ее исходные данные, результаты расчета объемных долей, ядерных концентраций, микро- и макроскопических сечений, числа нейтронов на акт поглощения, коэффициента размножения на быстрых нейтронах, вероятности избежать резонансного захвата и поглотиться в топливе, коэффициентов размножения в бесконечной и ограниченной среде, материальных параметров и оптимального шага ТВС в активной зоне, размеров реактора и анализ зависимостей К_эф(t_ТВС) и К_эф(). Расчеты производить с помощью программы Mathсad. Результаты оформляются в виде таблиц и графиков с пояснениями.

После выполнения курсовой работы (домашнего задания) сделать вывод о проделанной работе.

2. Общие положения

Основные задачи для реакторов любого типа касаются определения физических характеристик собственно реактора - устройства для осуще-ствления цепной реакции деления ядер. К таким характеристикам относятся:

- масса загружаемых, делящихся нуклидов, обеспечивая необходимую реактивность реактора и длительность его кампании;

- параметры органов регулирования этой реактивности;

- распределение энерговыделения по объему реактора.

Физические расчеты реакторов с любым спектром нейтронов могут быть сведены к двум основным операциям:

- подготовке макроскопических сечений для каждой области реактора, осуществляемой в гетерогенных реакторах, например путем расчета ячеек;

- расчету реактора, т.е. к определению К_эф и пространственного распределения плотности потока нейтронов Ф.

Активная зона гетерогенного реактора составляется из ТВС (рис.1), располагаемых в большинстве случаев по правильной квадратной или треугольной сетке.

В реакторе на тепловых нейтронах ТВС окружены замедлителем, в котором быстрые нейтроны замедляются до тепловой энергии. Тепловые нейтроны поглощаются преимущественно в ТВС (в топливе и конструкционных материалах). Плотность потока тепловых нейтронов максимальна в замедлителе между соседними ТВС и уменьшается по направлению к центру ТВС, достигая там минимума (рис. 2, а).

Распределение плотности потока нейтронов получается в результате расчета ячейки реактора (рис. 2, а,б). Основной расчет ячеек может быть осуществлен путем расчета ячейки, относящейся к ТВС или ячейки, относящейся к твэлу.

Рис. 1. Тепловыделяющая сборка реактора ВВЭР-1000:

1 - узел сцепления пучка ПЭЛ со штангой СУЗ; 2 – ПЭЛ; 3 - головка ТВС ( подвижная часть); 4 - пружинные блоки; 5 - конусообразная перфорированная часть головки ТВС; 6 – твэл; 7 - дистанционирующая решетка; 8 - хвостовик ТВС; 9 - штырь для установки ТВС в плане