Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Волков / Презентации / 251003-31_Лекция 8-13.pptx
Скачиваний:
9
Добавлен:
13.12.2025
Размер:
9.54 Mб
Скачать

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

 

Соседние файлы в папке Презентации