Топливные элемент Теплофизические свойства[1]

Элемент i	Плот-ность i, г/см3	Молярная масса Аri, а.е.м	Темпе-ратура плавле-ния Тпл, °C	Температура кипения Ткип, °C	Теплота плавления кДж/моль	Теплота испарения кДж/моль	Молярная теплоемкость Дж/К*моль	Теплопро-водность Вт/м*К
235U	18,7	235	-	-	-	-	-	-
238U	19,05	238	1132,5	3745	12,6	417	27,67	27,5
UO2	11,0	270	2647	3727	67	575	63,6	6,9
239Pu	19,74	239	639,7	3235	2,8	343,5	32,77	6,74
240Pu	19,82	240	-	-	-	-	-	-
241Pu	19,9	241	-	-	-	-	-	-
242Pu	19,94	242	-	-	-	-	-	-

Эффект парности.

На величину энергии связи отдельных нуклонов влияет эффект парности : особо прочно связанны в ядре пары протонов и пары нейтронов. Наибольшие значения энергии связи у ядер с четным числом протонов и четным числом нейтронов – так называемые четно-четные ядра. Энергия связи нуклона значительно меньше у нечетно-четных ядер, а самая малая у нечетно-нечетных ядер.

Соответственно у четных изотопов урана и плутония микроскопические сечения поглощения должны быть значительно меньше, чем у нечетных.

Нейтронно-физические характеристики[2].

Микроскопические сечения деления

Pu-241

Pu-239

Pu-242

Pu-240

U-235

Th-232

U-238

U-233

Оценка сечений

Сечения деления в области тепловых нейтронов у нечетных изотопов составляют примерно 10³ - 10⁴ барн, у четных изотопов значения в этом же диапазоне энергий значительно меньше и составляет примерно 1 – 10^-4 барн. Резонансные области у четных изотопов самые широкие с шириной примерно 10^-5 – 10^-1МэВ, у нечетных изотопов ширина резонансных областей меньше и составляет примерно 0,5*10^-5 – 0,2*10^-2МэВ. В области быстрых нейтронов у нечетных изотопов сечения деления снижаются по сравнению с сечениями в тепловой области до значений примерно 1-1,5 барн, а у четных происходит резкое возрастание сечений до значений примерно 1– 10 барн.

Микроскопические сечения радиационного захвата

Pu-241

Pu-239

Pu-241

U-235

Th-232

Pu-242

Pu-240

Сечения радиационного захвата в области тепловых нейтронов самые большие у Pu-239, Pu-240 и Pu-241 и примерно равны 10³ – 0,5*10⁴барн, а самые маленькие у Pu-242, U-235 и U238 и примерно равны 10 – 10² барн. Резонансная область самая широкая у U-235, U-238 с шириной примерно 0,9*10^-5 – 0,2*10^-1МэВ, самая узкая у Pu-241с шириной 10^-5 – 0,5*10^-3МэВ, у остальных элементов ширина резонансной области примерно 10^-5 – 10^-3МэВ. В области быстрых нейтронов значения сечений захвата ниже, чем в области тепловых нейтронов у всех элементов.

U-233

U-238