Краткие выводы

На завуалированный в названии темы 5 вопрос: как процесс замедления нейтронов влияет на размножающие свойства реактора? - можно кратко от­ветить так:

а) замедление нейтронов в реакторе большей или меньшей своей ин­тенсивностью воздействует на один из шести сомножителей эффективного коэффициента размножения - вероятность избежания утечки замедляющихся нейтронов (p_з);

б) величина p_з = exp(-B2t_т) определяется двумя сложными парамет­рами - возраста тепловых нейтронов в реакторе t_т и геометрического па­раметра реактора B²;

в) возраст тепловых нейтронов t_т - комплексная характеристика за­медляющих свойств среды активной зоны, отражающая её способность да­вать определённое среднеквадратичное пространственное смещение нейтро­нов в процессе их замедления - от точки рождения быстрого нейтрона до точки, где он снижает свою энергию до уровня энергии сшивки (т.е. ста­новится тепловым); величина возраста тепловых нейтронов в каждом одно­родном материале в каждом определенном его термодинамическом состоянии - своя;

г) возраст тепловых нейтронов t_т = (ln E_o/E_c)/3xS_sS_tr, кроме замедляющей способности среды xS_s, содержит величину S_tr - транспортного макросечения среды, представляющую собой величину макросечения рассеяния этой среды, взятую с учётом анизотропии рассеяния; поэтому и потребовалось вспомнить физическое понятие анизотропии рассеяния (неравновероятности рассеяния нейтронов ядрами по разным направлениям) и её меры - среднего косинуса угла рассеяния, величина которого определяется только массой ядер-рассеивате­лей (m » 2/3A);

д) величина возраста тепловых нейтронов зависит от температуры среды: в твёрдых веществах она слабо уменьшается за счёт температурного ужестчения спектра тепловых нейтронов и возрастания энергии сшивки; в жидкостях и газах - существенно увеличивается за счёт температур­ного уменьшения плотности этих сред; в реакторах с водой под давлением величина возраста тепловых нейтронов с увеличением средней температуры активной зоны также однозначно возрастает;

е) мы познакомились с уравнением возраста Ферми, решение которого в теоретическом пла­не позволяет найти пространственно-энергетическое распределение замед­ляющихся нейтронов в объёме активной зоны, а в практическом плане воз­растного приближения - скорость генерации тепловых нейтронов в актив­ной зоне теплового реактора;

ж) спектр замедляющихся нейтронов (спектром Ферми) показывает, что распределение замедляющихся нейтронов по энергиям подчинено закону n_з(E) ~ E^-3/2 для любых не поглощающих замедляющиеся нейтроны сред;

з) время замедления t_з, составляющее часть величины времени жизни нейтронов, - величина поряд­ка 10^-5 с в чистых замедлителях и в самих активных зонах реакторов.

E Е_о Рис.5.1. Характер уменьшения энергии нейтронов в процессе

замедления в обычных и полулогарифмических коордимнатах lnE

Е₁

DE_i = xE_i

lnE_o E₂

lnE₁ lnE₂

lnE₃

E₃ DlnE_i = x = const

0 1 2 3 4 5 6 …………………… Номер рассеяния (k)