
- •Тимофеев а. Н. Физические основы эксплуатации ядерных реакторов Обнинск
- •Ядерная энергия
- •Единицы измерения в ядерной физике
- •Модель атома Бора
- •Типы взаимодействий и радиусы их действия
- •Способы получения трансурановых элементов
- •Радиоактивный распад и деление ядер
- •Электронный захват (к-захват)
- •Примерное распределение энергии при делении ядра u235
- •Ядерные реакции
- •Возможные источники ядерной энергии
- •Выбор делящегося вещества
- •Замедление нейтронов до тепловых скоростей
- •Конструкция активной зоны
- •Цепная ядерная реакция
- •Формула четырёх сомножителей
- •Управление цепной ядерной реакцией
- •Физические процессы в ядерном реакторе
- •Выгорание ядерного топлива
- •Воспроизводство ядерного топлива
- •Шлакование ядерного топлива
- •Стационарное отравление 54Xe135
- •54Xe135 (n, γ) 54Xe136 (шлак)
- •Йодная яма (нестационарное отравление 54Xe135)
- •Способы расчёта отравления реактора Xe135
- •Расчёт отравления реактора Xe135 по графикам
- •Расчёт отравления реактора Xe135 по формуле
- •Стационарное отравление реактора Sm149
- •Расчёт стационарного отравления реактора Sm149
- •Нестационарное отравление реактора Sm149 (прометиевый провал)
- •Расчёт нестационарного отравления Sm149
- •Температурный эффект реактивности
- •Физические и теплотехнические характеристики ядерного реактора
- •Энерговыделение в активной зоне
- •1 МВт ≈ 3*1016делений u235 в секунду.
- •Температурный режим активной зоны
- •Статические характеристики реактора
- •Управление ядерным реактором
- •Подкритический реактор
- •Критический реактор
- •Надкритический реактор
- •Физические характеристики органов управления
- •Пуск реактора
- •Расчёт критического положения Характеристика методики расчёта критического положения
- •Методика расчёта критического положения и предельной высоты подъёма пкр
- •1. Определение изменения запаса реактивности в зависимости от энерговыработки — .
- •2. Определение изменения запаса реактивности в зависимости от отравления Xe —
- •3. Определение изменения запаса реактивности в зависимости от стационарного отравления Sm —
- •4. Определение изменения запаса реактивности в зависимости от нестационарного отравления Sm —
- •5. Определение изменения запаса реактивности в зависимости от средней температуры теплоносителя —
- •6. Определение изменения запаса реактивности в зависимости от положения стержней ар —
- •7. Определение суммарного изменения запаса реактивности —
- •8. Определение предполагаемого критического положения —
- •9. Определение предельной высоты подъёма органов регулирования —
- •10. Документальное оформление, проверка и утверждение расчёта
- •Разогрев ядерного реактора
- •Работа на энергетическом уровне
- •Остановка ядерного реактора
- •Остаточное тепловыделение
- •Особенности ядерного реактора
- •Нфи и ттп ядерного реактора
- •Определение критической загрузки
- •Градуировка органов регулирования
- •Построение дифференциальной и интегральной характеристик кр
- •Определение тэр и отравления Xe
- •Уточнение характеристик в процессе кампании
- •Обеспечение ядерной безопасности и теплотехнической надёжности активной зоны (ябр и ттназ) Потенциальная опасность ядерной энергии
- •Чем обусловлена ядерная опасность ядерного реактора
- •Основные требования по ябр и ттназ
- •Обеспечение ябр и ттназ
- •Технические средства обеспечения ябр и ттназ
- •Организационные мероприятия по обеспечению ябр и ттназ
- •Основные требования и мероприятия по обеспечению ябр и ттназ на разных этапах эксплуатации яэу
- •Ответственность персонала за соблюдение ябр и ттназ
- •Водоподготовка
- •Источники коррозии
- •Ионно-обменные фильтры
- •Приложения
Ответственность персонала за соблюдение ябр и ттназ
Широкая автоматизация только повышает роль оператора, поскольку автоматически усложняет обстановку. Трудно представить, как поведёт себя автомат при выходе из строя какого-либо своего узла.
Поэтому от оператора требуется творческое и инициативное исполнение обязанностей, чтобы он смог разумно и правильно действовать в нетривиальной обстановке.
Водоподготовка
Главная цель водоподготовки — свести до минимума процесс коррозии в контурах и системах ЯЭУ для сохранения герметичности оболочек ТВэл, снижения накипеобразования на поверхностях теплообмена (холодильники, парогенераторы), снижения наведённой активности в 1 и 3 контурах за счёт продуктов коррозии.
Источники коррозии
Кислород О2
Коррозия — это процесс соединения металла в активной зоне с кислородом, в результате которого образуется различного рода окислы.
Рабочая среда 1, 2 и 3 контуров — вода высокой степени чистоты. В ней хорошо растворяется воздух, в котором около 20 % О2. При атмосферном давлении и температуре 20 °С концентрация О2 составляет ≈ 9 мг/л при норме 0.02 мг/л.
При температурах, близких к температурам кипения, растворимость газов падает практически до нуля. Поэтому подпитка 1, 2 и 3 контуров предусматривается из КПС.
При подпитке необескислороженной водой необходимо добавлять в воду гидразин-гидрат N2H4, который интенсивно поглощает кислород по реакции:
Другой путь попадания кислорода в 1 контур — через недостаточно чистый азот в системе ГВД в компенсаторах объёма. Даже при малом динамическом обмене воды между 1 контуром и КО при отклонении качества N2 от нормы (99.9 % по объёму) может повышаться концентрация О2 в воде 1 контура.
При высокой температуре и давлении в 1 контуре происходит коррозия металла и без кислорода по реакции:
Плёнка окиси железа образует прочную плёнку, тормозящую дальнейшую коррозию.
При попадании кислорода в 1 контур происходит следующее:
образуется окисел Fe2O3, который разрушает плёнку из Fe3O4 и способствует резкому ускорению коррозии;
образуется азотная кислота под воздействием (n,γ)-излучения реактора:
Кислая среда усиливает процессы коррозии. Для количественного определения степени кислотности или щелочности среды используется показатель рН:
pH < 7 — среда кислая;
pH = 7 — среда нейтральная;
pH > 7 — среда щелочная.
Для создания и поддержания щелочной среды в воду вводят аммиак NH4OH. Из аммиака под воздействием (n,γ)-излучения получается водород:
Образующийся при этом водород также служит средством борьбы с кислородом:
Хлор Cl2
Хлор в воде 1 контура при высоких температурах и давлениях вызывает межкристаллитную коррозию и приводит к растрескиванию нержавеющей стали.
Норма хлора в воде 1 контура — не более 0.05 мг/л.
Ионно-обменные фильтры
Очистка воды 1, 2 и 3 контуров от солей, кислот, щелочей осуществляется в фильтрах с ионообменными смолами. Они хорошо очищают воду при температурах до 60 °С.
Приложения
Таблица Менделеева Д. И.
Зависимость удельной энергии связи ядер от массового числа А
Сечение деления U235 нейтронами в зависимости от энергии нейтронов
Сечение радиационного захвата нейтронов ядрами U238 в резонансной области энергий
Выход запаздывающих нейтронов и период полураспада
Период полураспада, сек |
Число запаздывающих нейтронов на деление |
||||
U233 |
U235 |
Pu239 |
Th232 |
U238 |
|
56 |
0,0006 |
0,0005 |
0,0020 |
0,0017 |
0,0005 |
23 |
0,0020 |
0,0035 |
0,0018 |
0,0074 |
0,0056 |
6.2 |
0,0017 |
0,0031 |
0,0013 |
0,0077 |
0,0067 |
2.3 |
0,0018 |
0,0062 |
0,0020 |
0,0221 |
0,0160 |
0.61 |
0,0003 |
0,0018 |
0,0005 |
0,0085 |
0,0093 |
0.23 |
0,0002 |
0,0007 |
0,0003 |
0,0021 |
0,0031 |
Полное число запаздывающих нейтронов на деление |
0,0066 |
0,0158 |
0,0061 |
0,0496 |
0,0412 |
Число запаздывающих нейтронов на нейтрон деления |
0,0026 |
0,0064 |
0,0021 |
0,022 |
0,0157 |
Данные для U233, U235 и Pu239 приведены для деления их тепловыми нейтронами, но они не сильно отличаются от случая деления быстрыми нейтронами. Для Th232 и U238 результаты даны при делении их быстрыми нейтронами. Остальные группы запаздывающих нейтронов или обладают очень малым выходом, или не были подтверждены.
Кривая энерговыработки
Кривая энерговыработки в абсолютных величинах реактивности
Зависимость стационарного отравления реактора Xe135 для различных уровней мощности
Кривые отравления реактора Xe135после остановки с различных уровней мощности
Значения коэффициентов B и D в зависимости от энерговыработки и уровня мощности реактора перед остановкой
(для расчёта отравления реактора Xe135)
Значения функций и от времени Δt после остановки реактора
(для расчёта отравления реактора Xe135)
Отравление Sm149 в зависимости от энерговыработки
График зависимости от времени после остановки реактора
График зависимости полного нестационарного отравления Sm149 от энерговыработки
Температурный эффект реактивности
(зависимость изменения реактивности реактора от средней температуры активной зоны)
Дифференциальная и интегральная характеристика ПКР
Интегральная характеристика ЦКР
Интегральная характеристика АР и физический вес АЗ