ЯфЯдерно-физические процессы в реакторе
Главная причина использования ядерной энергии –это энергетический эквивалент ядерной реакции деления:
Энергоэквиваленты
1дел.=200МэВ
1Вт=3.3*1010 дел/сек
1МВт*сут= 1.2г 235U
(из них 1.05 на энергию и 0.15 потери на создание 236U)
В нефтяном эквиваленте это 2г 235U=106 г НФ=1т. НФ
Яф1. Спектры нейтронов в реакторе.
В реакторах принято выделять:Быстрые, промежуточные , тепловые нейтроны.
На рисунке ЯФ.1 показана Спектр нейтронов в реакторе
Рис. ЯФ.1. Спектр нейтронов в реакторе
На рисунке показаны спектры типичных реакторов: ВВЭР, РБМК и БН(быстрый натриевый).
Считается, что быстрые нейтроны имеют энергию выше 1 МэВ, промежуточные от 1-2 эВ до 1 МэВ, тепловые-ниже 1 эВ.
Эти спектры в реакторе формируются в результате многих ядерных реакций.рассмотрим основные из них.
Яф 2. Механизмы взаимодействия ядер с нейтронами.
Считается , что реакции с нейтронами являются «бинарными» т.е. перед реакцией имеется нейтрон и ядро-мишень , и после реакции тоже имеется два продукта (хотя на самом деле это далеко не всегда так).
По механизмам взаимодействия все реакции ядер с нейтронам можно разделить на прямые реакции(время порядка 10-21 сек) и реакции с образованием компаунд- ядра(10-14 сек) согласно следующей схеме –рис ЯФ. 2.
Прямые реакции=10 -21сбез проникновения нейтр в ядро
|
|
|
Потенциальное рассеяние |
n,n |
potential scattering |
σp |
|
|
|
|
Срыв |
n, p |
|
σnp |
|
|
|
|
|
(A+1)* Компаунд-ядро =10 -14с |
>упругоерассеяние |
n,n |
ellastic scattering |
σs,ell |
|
|
|
>неупругое рассеяние |
n,n’ |
inellastic scattering |
σs,in |
|
|
||
|
>Радиационныйзахват |
n,γ |
Radiation capture |
σc |
|
|
||
n0+ |
А= |
>Деление |
|
Fission=F1+F2+2.5n +10γ+200МэВ |
σf |
|
|
|
|
|
Поглощение= |
|
Absorption |
σa =σc+ σf |
|||
|
|
Другие |
|
n,2n; n,3n; n,α |
|
|
|
|
|
|
|
Полное= |
|
Total |
σt=Σiσi |
||
Рис. ЯФ.2а. Схема нейтронных реакций