Физика ядерного реактора. Нейтронно-физический расчет ВВЭР. Учебное пособие
.pdf
а) приближенное значение:
2 |
|
K∞ −1 |
; |
(4.24) |
|
Bм |
|
|
|||
M 2 |
|||||
|
|
|
|
б) точное значение, находится из уравнения критического ре-
актора (уравнение критичности K∞e−B2τ =1 ) методом последова-
1+L2Bм2
тельных приближений. Задавая различные, «близкие» к приближенной величине Bм2 значения, необходимо добиться равенства
правой и левой частей уравнения с погрешностью 5–10 %.
10. Определяются критические размеры реактора из условия
Bг2 = Bм2 :
a) для сферы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
= |
|
|
Π |
|
, см; |
|
|
(4.25) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
кр.сф |
|
|
|
B2 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
б) цилиндра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Π |
|
|
2 |
+2,4052 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
1,848 |
|
|
|
||||||||||
R |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
, см; |
(4.26) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
кр.цил |
|
|
|
|
|
|
|
B |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
||
|
Hкр.цил =1,848Rкр.цил, см. |
(4.27) |
||||||||||||||||
11. Определяется критический объем активной зоны, см3: |
||||||||||||||||||
a) для сферы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4ΠR3 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Vкр.сф = |
|
|
|
кр.сф |
; |
|
|
(4.28) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
б) цилиндра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
кр.цил |
=ΠR2 |
|
|
|
H |
кр.цил |
. |
(4.29) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
кр.цил |
|
|
|
|
||||||||
12.Определяетсякритическаязагрузкареакторатопливомизамедлителем, кг:
41
a) для сферы
G |
|
= |
|
|
|
MUO2 NUO2Vкр.сф |
10−3; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
UO2 |
|
|
|
|
|
|
|
N À |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
G |
|
|
= |
|
MUNUVкр.сф |
10−3; |
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||||||
U |
|
|
|
|
|
N À |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
G5 =GUx5; |
|
|
||||
|
|
|
G8 =GU(1− x5); |
|
|
|||||||||
G |
|
|
= |
MH2ONH2OVкр.сф |
10−3; |
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
H2O |
|
|
|
|
|
|
|
N À |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
б) цилиндра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G |
= |
MUO2 NUO2Vкр.цил |
10−3; |
|||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
UO2 |
|
|
|
|
|
|
|
N À |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
G |
|
= |
MUNUVкр.цил |
10−3; |
|
|||||||||
|
|
|
||||||||||||
U |
|
|
|
|
|
|
N À |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
G5 =GUx5; |
|
|
||||
|
|
|
G8 =GU(1− x5); |
|
|
|||||||||
|
= |
|
|
MH2ONH2OVкр.цил |
|
−3 |
||||||||
G |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
H2O |
|
|
|
|
|
|
|
N À |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(4.30)
(4.31)
(4.32)
(4.33)
(4.34)
(4.35)
(4.36)
(4.37)
(4.38)
(4.39)
На этом заканчивается расчетная часть курсовой работы.
В курсовой работе должны быть выводы: а) общие и частные целиработы;б)методывыполненияработыспояснениемихнеобходимости;в)основныерезультатыработысихвозможноподробныманализом(согласованностьсобщеизвестнымирезультатами, причины отсутствия согласованности и т. д.). Желательно, чтобы выводы не являлись простой констатацией фактов, а носили развернутыйхарактерсподробнымописаниемвыполненнойработы.
42
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Алешин В. С. Судовыеядерныереакторы/В. С. Алешин,Н. М. Кузнецов, А. А. Саркисов. — Л. : Судостроение, 1968.
2.Владимиров В. И. Физикаядерныхреакторов.Практическиезадачи поихэксплуатации/В. И. Владимиров.—5-еизд.,доп.иперераб.—М.: Кн. дом «ЛИБРАКОМ», 2009.
3.Вукалович А. В. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара / А. В. Вукалович. — М. : Энергоиздат, 1965.
4.Галанин А. Д. Теория ядерных реакторов на тепловых нейтронах / А. Д. Галанин. — М. : Атомиздат, 1957.
5.Гордеев В. И. Ядерно-физическиеконстанты:справ./В. И. Гордеев, Д. А. Кардашов, А. В. Малышев. — М. : Госатомиздат, 1963.
6.Гусев Б. Д. Гидродинамические аспекты надежности современных энергетическихустановок/Б. Д. Гусев,Р. И. Калинин,А. Я. Благовещенский. — Л. : Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1989.
7.Основытеориииметодырасчетаядерныхэнергетическихреакторов/ под ред. Г. А. Бати. — М. : Энергоиздат, 1982.
8.Саркисов А. А. Инженерныеосновытеориииэксплуатациисудовых ядерных реакторов / А. А. Саркисов, Л. Б. Гусев, Р. И. Калинин. — М. : Изд. дом МЭИ, 2011.
9.Справочник по ядерной физике : справ. : [пер. с англ. под ред. акад. Л. А. Арцимовича]. — М. : Физматгиз, 1963.
43
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Нейтронно-физические
|
Атомная массаM |
плотностьМассовая ρ |
Ядерная концентрация N |
σпоглощения |
σделения |
σрассеяния |
|
. |
|
|
Микросечения в тепловой области, |
||
|
, а. с. м |
|
см–3 |
|
|
|
Элемент |
/гсм3 |
ai |
fi |
si |
||
|
i |
i |
1024 |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Физические свойства и сечения взаимодействия |
|||
233U |
235,12 |
18,7 |
0,0479 |
683 |
582 |
13,8 |
238U |
238,12 |
18,94 |
0,0479 |
2,71 |
0 |
8,9 |
239Pu |
|
19,74 |
0,0497 |
1028 |
742 |
7,7 |
16О |
15,995 |
0,00143 |
5,83 · 10–5 |
2,00Е–04 |
0 |
3,76 |
Не |
4,003 |
17,8 · 10–5 |
2,68 · 10–5 |
0,007 |
0 |
0,76 |
Н2О |
18,011 |
0,997 |
0,0334 |
0,664 |
0 |
110 |
D2O |
20,023 |
1,1 |
0,0301 |
0,0012 |
0 |
– |
Ве |
9,012 |
1,84 |
0,123 |
0,01 |
0 |
6,14 |
Al |
26,982 |
2,7 |
0,0603 |
0,241 |
0 |
1,49 |
С |
12,00 |
1,6 |
0,08,3 |
373 · 10–5 |
0 |
4,75 |
Zr |
91,22 |
6,44 |
0,0425 |
0,185 |
0 |
6,4 |
Fe |
55,85 |
7,86 |
0,0847 |
2,53 |
0 |
10,9 |
Сталь |
– |
7,9 |
0,085 |
2,89 |
0 |
– |
135Xe |
135 |
0,00858 |
2,6 · 10–5 |
2,72Е+06 |
0 |
– |
149Sm |
149 |
7,75 |
0,0313 |
4,08 · 104 |
0 |
– |
Шлаки |
– |
– |
– |
50 |
0 |
– |
10В/Вестест |
10 |
2,22 |
0,148 |
3813 |
0 |
2,23/3,6 |
11В |
11 |
2,45 |
0,148 |
0 |
0 |
– |
|
Факторы g(Tпл), учитывающие отклонение сечений поглощения |
|||||
T, К |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
235U |
0,973 |
0,957 |
0,945 |
0,938 |
0,935 |
0,935 |
239Pu |
1,06 |
1,22 |
1,43 |
1,7 |
2 |
2,33 |
44
Приложение
МАТЕРИАЛОВ характеристики материалов
10–24 см2 |
10, –24 см2, =1 эВ |
- ,10–24 см2, обла- |
Замедляющая |
|
||
способность |
10–24 см2 |
|||||
|
||||||
|
, |
, |
||||
|
б si |
|||||
|
рез si |
|||||
tri |
эВ |
рез si |
|
|
, |
|
1 |
|
|
|
|||
/ приВ |
|
|
б tn |
|||
транспортные σ |
ai |
Микросечениерассе янияσ резонанснойв сти |
резонанснойв областиξσ –24см103 |
быстрыхдля нейтроновξσ –24см102 |
Микросечения транспортные быстрыхдля нейтронов ξσ |
|
Замедляющая способность ξσ |
||||||
нейтронов с нуклидами некоторых веществ |
|
|
||||
15 |
0,126 |
8,2 |
0,09 |
0,05 |
7,8 |
|
9 |
0,075 |
8,2 |
0,07 |
0,06 |
7,7 |
|
9,5 |
0,083 |
– |
0,08 |
0,07 |
10 |
|
3,6 |
0,45 |
– |
0,46 |
0,43 |
3,6 |
|
0,66 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
55 |
41 |
46 |
40,4 |
18,1 |
9,5 |
|
8,16 |
5,35 |
10,5 |
5,3 |
5,3 |
8,1 |
|
5,58 |
1,25 |
6,00 |
1,25 |
0,95 |
4,3 |
|
1,37 |
0,1 |
– |
0,1 |
0,24 |
3,2 |
|
4,42 |
0,742 |
4,8 |
0,75 |
0,65 |
3,7 |
|
6,14 |
0,135 |
– |
0,14 |
0,14 |
6,1 |
|
11,3 |
0,404 |
– |
– |
– |
– |
|
10 |
0,37 |
– |
0,37 |
0,37 |
10,3 |
|
4,3 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
15 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
3,8 |
0,67 |
– |
– |
– |
– |
|
3,8 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
и деления от закона 1/v при усреднении по сектру Максвелла |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
1300 |
1400 |
|
0,934 |
0,933 |
0,932 |
0,931 |
0,929 |
0,926 |
|
2,7 |
3 |
3,3 |
3,54 |
3,76 |
3,94 |
|
45
Эффективные резонансные интегралы нуклидов некоторых веществ:
Материал |
235U |
239Pu |
Zr |
Al |
Сталь |
Шлаки |
Н |
О |
С |
Не |
О |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
I, барн |
271 |
1500 |
3 |
0,18 |
2,5 |
220 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Благовещенский Анатолий Яковлевич Калютик Александр Антонович Конович Марк Николаевич Митюков Валерий Николаевич
ФИЗИКА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
НЕЙТРОННО-ФИЗИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВВЭР
Учебное пособие
Редактор О. В. Махрова Корректор Н. Б. Цветкова
Компьютерная верстка Н. В. Стасеевой
Свод. темплан 2017 г.
Санитарно-эпидемиологическое заключение
№ 78.01.07.953.П.001342.01.07 от 24.01.2007 г.
Налоговая льгота — Общероссийский классификатор продукции ОК 005-93, т. 2; 95 3005 — учебная литература
Подписано в печать 28.05.2018. Формат 60×84/16. Усл. печ. л. 3,0. Тираж 100. Заказ 55.
Отпечатано с оригинал-макета в Издательско-полиграфическом центре Политехнического университета.
195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.
Тел.: (812) 552-77-17; 550-40-14.