- •Цели и задачи дисциплины, её место в учебном процессе
- •Содержание
- •1 Введение
- •Новые технологии и общественный риск
- •Физика реактора
- •Деление ядра 236u после захвата нейтрона ядром u235. Возникающая при этом деформация приводит к разрыву ядра
- •Спектр нейтронов деления
- •Сечения деления чётно-чётных изотопов урана и тория
- •Зависимость сечений деления и радиационного захвата естественной смеси изотопов урана от энергии нейтронов Среднее число нейтронов при делении тепловыми нейтронами
- •Выделение энергии при цепной реакции деления При одном акте деления выделяется около 200 МэВ 3,1*10-11 Дж.
- •Радиоактивность
- •Виды радиоактивного распада
- •Прохождение излучения через вещество
- •Устройство ядерного энергетического реактора
- •Принципиальные причины опасности ядерных реакторов:
- •Условия возникновения и развития цепной реакции деления. Коэффициент размножения.
- •Где sf и sa - микроскопические сечения деления и поглощения
- •Сечения поглощения и деления для тепловых нейтронов
- •Захват n0 в уране приведет к испусканию Noh быстрых нейтронов в
- •Замедление и диффузия нейтронов в реакторе. (нужна для вычисления p)
- •Тепловые нейтроны
- •Описание месторождения
- •Вероятность избежать резонансного поглощения
- •Функционирование
- •Нестационарный ядерный реактор Уравнения кинетики и реактивность.
- •Точечная модель кинетики реактора
- •Обратные связи по реактивности
- •0 5 10 20 30 T часы
- •Управление реактором
- •Тепловыделение и отвод тепла в ядерных реакторах
- •Механизмы переноса тепла
- •Теплоотдача
- •D Tжид Tстен
- •Неуправляемая цепная реакция.
- •Почему прекратилась сцр ?
- •Ядерная энергетика и окружающая среда
- •238U (период полураспада 4,47109 лет),
- •232Тh ( период полураспада 1, 411010 лет ),
- •235U (период полураспада 7,04108лет).
- •Космогенные радионуклиды.
- •Ядерный топливный цикл
- •Уровни загрязнения почвы за счёт деятельности аэс не отличаются от загрязнений от глобальных выпадений Пример комбината «Маяк»
- •1970 Г 90Sr в донных отложениях до 108 Бк/г, a-активность до 105 Бк/г
- •2000 Г 90Sr, 137Cs в воде - 2104 Бк/г, a-активность 1102 Бк/г
- •Л10 13 05 13 (понедельник!)
- •155 Лейкозов, из которых 50 радиационных;
- •55 Раков щж, из которых 12 радиационных:
- •26 МГр/год (допустимая доза професcионалов 20 мГр/год)
- •Ядерная энергетика и общественный риск
- •Число несчастных случаев в России на 1000 занятых в 1999
- •Офэкт - Гамма камера
- •Сцинтилляционные детекторы с кристаллом NaJ(Tl)
- •Позитронно-эмиссионная томография (пэт)
- •Принцип пэт
- •Пэт камера Принцип конструкции
- •Сцинтилляторы
- •Электроника
- •События, регистрируемые камерой пэт
- •Размеры отдельного кристалла
- •Пример изображения
- •Типы ускорителей заряженных частиц и принципы их работы.
- •Рентгеновская трубка
- •Ускорители прямого действия
- •Циклические ускорители
- •Циклотрон
- •Фокусировка.
- •Ip внутри камеры - единицы мА и ограничивается условиями теплосъема. С нее. Выводится 10—20% Ip,
- •Синхротрон и изохронный циклотрон
- •Синхротроны
- •Линейные ускорители (лу)
- •Линейный ускоритель электронов (луэ)
- •Общий вид линейного ускорителя электронов луэр-20м
Функционирование
Для запуска СЦР достаточно 12%-15% воды. Предполагается, что реактор работал в течение 5105 лет на мощности 25 кВт. Может быть ещё в Австралии в те времена соединенной с Африкой было что-то подобное.
Если месторождение содержит воду, то могут возникнуть условия, при которых возможна СЦР. Дальнейший анализ показал, что такие условия реализовывались, по крайней мере, в 17 местах и СЦР в совокупности продолжалась порядка 106 лет. Вероятно, критичность возникала периодически по мере накопления воды в месторождении и ее последующем испарении при нагревании за счет СЦР. Нейтронный поток вероятно не превосходил 108 -109 н/см2с, флюенс – 1.51021 н/см2. Разделилось около 6 т 235U, выделилась энергия 2-3 ГВт*год при уровне мощности 10 -25 кВт. За все время образовалось 1.5-2,0 т 239Pu .
Нестационарный ядерный реактор Уравнения кинетики и реактивность.
Реактивность в % или долях эфф
= (kэф – 1)/kэф
l - время жизни нейтронов между поколениями
Задача 1.12. Определить l тепловых нейтронов в легкой воде
длина пробега до поглощения – 1/a, l = 1/va, a = 0.33 б
l = 10-5 с
Баланс за время dt при kэф 1
dn = nkэфdt/l – ndt/l dn/dt = (kэф – 1)n/l
Интегрируя n = n0exp(kэф -1)t/l n0exp(t/T)
Т = l/(kэф-1) – период, n0 = n(0).
В реакторе на обогащенном топливе с Н2О - замедлителем l 10-5с, kэф =1,001 T 10-2c n = n0exp(102t) Не реактор, а бомба !
Роль запаздывающих нейтронов в регулировании реактора. Более 99% - мгновенные нейтроны. Менее 1% запаздывающиие
Доля запаздывающих нейтронов - эфф, - отношение среднего числа запаздывающих нейтронов к среднему числу нейтронов, испускаемых при делении. Для 235U эфф приближенно равна 710-3.
35Br87
T1/2 =
54,5 c
Eвозб
- 2%
5,8 МэВ
- 68%
n
n
(86Kr) =
5,53 МэВ
Emax =8 МэВ 86Kr 5,4 МэВ
3 МэВ
- 30%
Kr T1/2 = 78 мин
Схема образования запаздывающих нейтронов при -распаде 35Br87.
Периоды полураспада предшественников или источников запаздывающих нейтронов лежит в интервале 0.2 – 56 с. термин
«быстрые нейтроны» характеризует энергию нейтронов, а термин «мгновенные» - время появления после деления
Эффективное время жизни нейтронов
lэф = (1 — эф)lмгн + эфlзап
Для 235U lэф 0,1с T 100 c
