- •Национальный исследовательский
- •Содержание лекции:
- •Введение
- •1. Основное приближение диффузии
- •1. Основное приближение диффузии моноэнергетических нейтронов
- •2. Диффузия нейтронов. Уравнение баланса для скоростей
- •Уравнение баланса для скоростей процессов. Утечка нейтронов
- •Уравнение баланса для скоростей процессов. Скорость реакции
- •2. Диффузия нейтронов. Уравнение баланса для скоростей
- •2. Диффузия нейтронов. Уравнение баланса для скоростей
- •3. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •1. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •1. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •1.Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •1. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •1. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •1. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •1. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •2. Диффузия нейтронов. Уравнение диффузии
- •Содержание лекции:
- •1. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •1. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •1. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •1. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •1. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •Средний косинус угла рассеяния
- •1. Диффузия нейтронов. Закон Фика
- •2. Диффузия нейтронов. Уравнение диффузии
- •3. Диффузия нейтронов. Условия однозначного выбора решения
- •3. Диффузия нейтронов. Условия однозначного выбора решения
- •3. Диффузия нейтронов. Условия однозначного выбора решения
- •3. Диффузия нейтронов. Условия однозначного выбора решения
- •3. Диффузия нейтронов. Условия однозначного выбора решения
- •3. Диффузия нейтронов. Условия однозначного выбора решения
- •3. Диффузия нейтронов. Условия однозначного выбора решения
- •Раздел 1. Характерные задачи стационарной теории диффузии
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории диффузии моноэнергетических нейтронов.
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Решение уравнения Лапласа.
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
- •Раздел 1. Характерные задачи стационарной теории диффузии
- •Содержание лекции:
- •Решение уравнения диффузии в конечной среде на примере математического обоснования экспоненциального эксперимента.
- •Решение уравнения диффузии в конечной среде на примере
- •Решение уравнения Лапласа.
- •Решение уравнения диффузии в конечной среде на примере
- •Раздел 3. Решение уравнения диффузии в конечной среде на примере
- •Решение уравнения диффузии в конечной среде на примере
- •Решение уравнения диффузии в конечной среде на примере
- •Решение уравнения диффузии в конечной среде на примере
- •Критический реактор - баланс деления, поглощения и утечки – это условие критичности
- •Решение уравнения диффузии в размножающей среде
- •Решение уравнения диффузии в размножающей среде
- •Решение уравнения диффузии в размножающей среде
- •Решение уравнения диффузии в размножающей среде
- •Решение уравнения диффузии в размножающей среде
- •Решение уравнения диффузии в размножающей среде
- •- Таким образом, условие критичности как равенство материального и геометрического параметра (выпуклость)
- •Решение уравнения диффузии в размножающей среде
- •Решение уравнения диффузии в размножающей среде
- •Для различных формы с одинаковым объемом–
- •Условие критичности для различных геометрий
- •Содержание лекции:
- •*Домашнее задание
- •Спасибо за внимание!
3. Диффузия нейтронов. Условия однозначного выбора решения
уравнения диффузии
(4)Условие на не вогнутой границе среда-вакуум:
СРЕДА ВАКУУМ
D,
dS=1
n
rs
Не вогнутая граница среды с вакуумом
i-( |
r ,t) = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
4 (rs,t) |
+ |
2 |
n (rs,t) = 0. |
||||||
Получаем: |
|
|
|
|
|
|
|
||
(r,t) |
=- |
|
1 |
=- |
3 |
tr =- |
1 |
||
n |
s |
|
|
|
|
||||
|
2D |
2 |
|
||||||
(r,t) |
|
|
|
|
|||||
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
23 tr - длиной линейной экстраполяции плотности потока в вакуум
Курс: Теория переноса нейтронов |
31 |
© НИЯУ МИФИ, Москва, Российская Федерация |
|
3. Диффузия нейтронов. Условия однозначного выбора решения
уравнения диффузии
Вакуум
Плоский случай: Поток в среде распределен так как показано на рисунке.
Как будет вести себя поток нейтронов в вакууме?
Курс: Теория переноса нейтронов |
32 |
© НИЯУ МИФИ, Москва, Российская Федерация |
|
3. Диффузия нейтронов. Условия однозначного выбора решения
уравнения диффузии
Вакуу м
2 |
|
0,66 |
|
3 |
tr |
tr |
x0 |
|
|
xs |
Реальный поток в вакууме
Линейная
экстраполяция до нуля
1 d |
|
|
|
1 |
. |
|
|||
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
(xs) dx |
|
x xs |
|
|
|||||
|
|
|
|||||||
x0-? |
|
|
|
|
|
|
|
||
C1x0 C2 |
0 |
|
|
|
|
||||
Получим: |
|
|
C1 |
|
1 |
||||
C1xs |
C2 |
' |
|||||||
|
|
|
|
||||||
Такимобразом, x0=xs+ иливболееобщемслучае:
(rs n,t) 0
Курс: Теория переноса нейтронов |
33 |
© НИЯУ МИФИ, Москва, Российская Федерация |
|
3. Диффузия нейтронов. Условия однозначного выбора решения
уравнения диффузии
Точное
решение
Улучшенная
диффузия
Элементарная
диффузия
0,71 tr
Курс: Теория переноса нейтронов |
34 |
© НИЯУ МИФИ, Москва, Российская Федерация |
|
3. Диффузия нейтронов. Условия однозначного выбора решения
уравнения диффузии
(5)Условие локализованного источника
|
Уравнение диффузии для случая стационарной задачи |
|||||||||||||
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-divi(r) |
a (r) (r) + f f (r) |
(r)+S (r - r0 )= 0, |
|
||||||||||
R |
-limR 0 |
|
|
|
|
-limR 0 |
|
|
|
|
+ |
|
||
|
dr divi(r) |
dr |
a (r) (r) |
|
||||||||||
|
|
V |
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
+limR 0 |
|
|
|
|
|
+limR 0 |
|
|
|
0 |
|||
|
dr f f (r) (r) |
dr S (r - r0 )= |
||||||||||||
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Получаем: limR |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
r0 |
drsin (rs ) S |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Курс: Теория переноса нейтронов |
35 |
© НИЯУ МИФИ, Москва, Российская Федерация |
|
Раздел 1. Характерные задачи стационарной теории диффузии
моноэнергетических нейтронов.
Стационарные задачи для гомогенных неразмножающих сред
(r)-L12 (r)+ D1 S(r) = 0.
Решение:
1.Запись общего уравнения применительно к конкретной геометрии среды (лапласиан в первом члене и переменные, от которых зависит решение) и конкретному виду внешнего источника;
2.Нахождение общего решения дифференциального уравнения второго порядка;
3.Определение констант, входящих в это решение:
a)Поток неотрицателен и ограничен, обладает свойством симметрии;
b)Условие на границе раздела двух сред;
c)Условие на внешней границе среда-вакуум;
d)Условие локализованного источника.
Курс: Теория переноса нейтронов |
36 |
© НИЯУ МИФИ, Москва, Российская Федерация |
|
5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории диффузии моноэнергетических нейтронов.
Вид оператора Лапласа
Курс: Теория переноса нейтронов |
37 |
© НИЯУ МИФИ, Москва, Российская Федерация |
|
5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
диффузии моноэнергетических нейтронов.
Вид оператора Лапласа при симметрии
Курс: Теория переноса нейтронов |
38 |
© НИЯУ МИФИ, Москва, Российская Федерация |
|
5. Диффузия нейтронов. Решение уравнения Лапласа.
Симметрия задачи |
Плоская |
Цилиндрическая |
|
|
|
|
1 d |
|
d ( ) |
|
||||
|
2 |
(x) |
2 (x) 0 |
|
|
|
|
d |
|
||
|
|
|
|||||||||
Уравнение Лапласа |
d |
d |
|
|
|
||||||
|
dx2 |
|
2 ( ) 0 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
2 |
2 |
(x) C1 exp( x) |
( ) C1 I0 ( ) |
|
C2 exp( x) |
C2 K0 ( ) |
|||
|
|
Вид решения
2 |
2 |
(x) C1 sin( x) |
( ) C1 J0 ( ) |
|
C2 cos( x) |
C2 N0 ( ) |
|||
|
|
Сферическая
1 |
|
d |
2 |
d (r) |
|
|||
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
r |
2 |
|
|
dr |
||||
|
|
dr |
|
|
|
|||
2 (r) 0
(r) C exp( r) |
|||||
|
|
1 |
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
C2 |
exp( r) |
|
|||
|
|
|
r |
|
|
|
(r) C sin( r) |
||||
|
|
|
1 |
|
r |
|
|
cos( r) |
|||
|
C2 |
|
|||
|
|
|
r |
|
|
Курс: Теория переноса нейтронов |
39 |
© НИЯУ МИФИ, Москва, Российская Федерация |
|
5. Диффузия нейтронов. Характерные задачи стационарной теории
диффузии моноэнергетических нейтронов.
Точечный источник мощностью q [1/c] в бесконечной, не размножающей, гомогенной среде. Найти функцию Ф(r).
1 d |
r |
2 d |
(r) |
- |
1 |
(r) |
+ |
1 |
q (r) |
= 0, |
0 . |
||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||||||||||
r |
|
|
dr |
|
|
dr |
|
|
D |
|
r |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
для r>0 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
1 |
|
|
d |
r2 |
d |
|
(r) |
- |
1 |
(r) = 0, |
|
r>0. |
|
|
|||||||
2 |
|
|
|
|
|
dr |
2 |
|
|
|
|||||||||||
r |
|
|
dr |
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Общее решение:
(r)=C1 expr-Lr +C2 expr Lr .
C2 0. Из условия ограниченности функции потока
Курс: Теория переноса нейтронов |
40 |
© НИЯУ МИФИ, Москва, Российская Федерация |
|
