Тимофеев а. Н. Физические основы эксплуатации ядерных реакторов Обнинск

2005 год

Оглавление

Ядерная энергия 4

Единицы измерения в ядерной физике 5

Модель атома Бора 6

Типы взаимодействий и радиусы их действия 7

Способы получения трансурановых элементов 7

Радиоактивный распад и деление ядер 9

α—распад 10

β—распад 10

β^—-распад 11

β⁺-распад 11

Электронный захват (К-захват) 11

γ-излучение 11

Примерное распределение энергии при делении ядра U235 11

Ядерные реакции 13

Возможные источники ядерной энергии 15

Выбор делящегося вещества 16

Замедление нейтронов до тепловых скоростей 17

Конструкция активной зоны 18

Цепная ядерная реакция 19

Формула четырёх сомножителей 20

Управление цепной ядерной реакцией 21

Физические процессы в ядерном реакторе 23

Выгорание ядерного топлива 23

Воспроизводство ядерного топлива 26

Шлакование ядерного топлива 26

Стационарное отравление ₅₄Xe¹³⁵ 27

Йодная яма (нестационарное отравление ₅₄Xe¹³⁵) 29

Способы расчёта отравления реактора Xe¹³⁵ 31

Расчёт отравления реактора Xe¹³⁵ по графикам 31

Расчёт отравления реактора Xe¹³⁵ по формуле 32

Стационарное отравление реактора Sm¹⁴⁹ 32

Расчёт стационарного отравления реактора Sm¹⁴⁹ 33

Нестационарное отравление реактора Sm¹⁴⁹ (прометиевый провал) 33

Расчёт нестационарного отравления Sm¹⁴⁹ 34

Температурный эффект реактивности 35

Выводы 37

Физические и теплотехнические характеристики ядерного реактора 39

Энерговыделение в активной зоне 40

Температурный режим активной зоны 41

Статические характеристики реактора 44

Управление ядерным реактором 47

Подкритический реактор 47

Критический реактор 49

Надкритический реактор 50

Физические характеристики органов управления 53

ПКР и ЦКР 53

АР 54

АЗ 54

Пуск реактора 55

Расчёт критического положения 57

Характеристика методики расчёта критического положения 57

Методика расчёта критического положения и предельной высоты подъёма ПКР 58

1. Определение изменения запаса реактивности в зависимости от энерговыработки — . 58

2. Определение изменения запаса реактивности в зависимости от отравления Xe — 59

3. Определение изменения запаса реактивности в зависимости от стационарного отравления Sm — 59

4. Определение изменения запаса реактивности в зависимости от нестационарного отравления Sm — 59

5. Определение изменения запаса реактивности в зависимости от средней температуры теплоносителя — 59

6. Определение изменения запаса реактивности в зависимости от положения стержней АР — 59

7. Определение суммарного изменения запаса реактивности — 60

8. Определение предполагаемого критического положения — 60

9. Определение предельной высоты подъёма органов регулирования — 60

10. Документальное оформление, проверка и утверждение расчёта 61

Разогрев ядерного реактора 62

Работа на энергетическом уровне 63

Остановка ядерного реактора 64

Остаточное тепловыделение 65

Особенности ядерного реактора 67

НФИ и ТТП ядерного реактора 68

Определение критической загрузки 68

Градуировка органов регулирования 70

Метод разгона 70

Метод сравнения 70

Метод скачка плотности потока нейтронов 70

Построение дифференциальной и интегральной характеристик КР 70

Определение ТЭР и отравления Xe 70

ТТП и ТТИ 71

Уточнение характеристик в процессе кампании 71

Обеспечение ядерной безопасности и теплотехнической надёжности активной зоны (ЯБР и ТТНАЗ) 72

Потенциальная опасность ядерной энергии 72

Чем обусловлена ядерная опасность ядерного реактора 74

Основные требования по ЯБР и ТТНАЗ 74

Обеспечение ЯБР и ТТНАЗ 75

Технические средства обеспечения ЯБР и ТТНАЗ 76

Организационные мероприятия по обеспечению ЯБР и ТТНАЗ 76

Основные требования и мероприятия по обеспечению ЯБР и ТТНАЗ на разных этапах эксплуатации ЯЭУ 77

Ответственность персонала за соблюдение ЯБР и ТТНАЗ 82

Водоподготовка 83

Источники коррозии 83

Кислород О₂ 83

Хлор Cl₂ 83

Ионно-обменные фильтры 84

Приложения 85

Таблица Менделеева Д. И. 85

Зависимость удельной энергии связи ядер от массового числа А 86

Сечение деления U²³⁵ нейтронами в зависимости от энергии нейтронов 87

Сечение радиационного захвата нейтронов ядрами U²³⁸ в резонансной области энергий 87

Выход запаздывающих нейтронов и период полураспада 88

Кривая энерговыработки 89

Кривая энерговыработки в абсолютных величинах реактивности 90

Зависимость стационарного отравления реактора Xe¹³⁵ для различных уровней мощности 91

Кривые отравления реактора Xe¹³⁵после остановки с различных уровней мощности 92

Значения коэффициентов B и D в зависимости от энерговыработки и уровня мощности реактора перед остановкой 93

Значения функций и от времени Δt после остановки реактора 94

Отравление Sm¹⁴⁹ в зависимости от энерговыработки 95

График зависимости от времени после остановки реактора 96

График зависимости полного нестационарного отравления Sm¹⁴⁹ от энерговыработки 96

Температурный эффект реактивности 97

Дифференциальная и интегральная характеристика ПКР 98

Интегральная характеристика ЦКР 99

Интегральная характеристика АР и физический вес АЗ 100