Московский инженерно-физический институт (государственный университет) Физико-технический факультет
Лекция 8
Нейтронный цикл в реакторе на тепловых нейтронах. Формула четырех сомножителей.
Вероятность избежать резонансного захвата. Вероятность избежать поглощения в замедлителе. Критическое уравнение.
Оптимальные параметры размножающих сред. Одногрупповая теория критического реактора. Отражатель нейтронов.
Ф6-01Н |
ТЭО ядерных процессов |
Гомогенный реактор на тепловых нейтронах
Реактор на тепловых нейтронах
1.Содержит большие количества замедлителя для эффективного уменьшения энергии нейтронов в пределах активной зоны
2.Большинство делений происходит тепловыми нейтронами
3.Урановое топливо имеет небольшое обогащение (0,71 – 5 %) по
ядрам 235U
Гомогенный реактор
топливо представляет собой однородную смесь делящегося материала и замедлителя (раствор, расплав и т.п.)
Ф6-01Н |
ТЭО ядерных процессов |
Схема цепная реакция в тепловом реакторе
Ф6-01Н |
ТЭО ядерных процессов |
Нейтронный цикл в реакторе на тепловых нейтронах
Этап |
Процессы |
|
Величины |
Рождение нейтронов в |
|
|
|
результате реакции деления |
|
|
|
Замедление в быстрой |
Взаимодействие с |
|
- коэффициент размножения |
области энергии |
ядрами урана 238 и |
на быстрых нейтронов |
|
Диффузия при замедлении |
замедлителя |
|
|
Замедление в |
Взаимодействие с |
|
- вероятность избежать |
промежуточной области |
ядрами урана 238 и |
поглощения на ядрах урана |
|
энергии |
замедлителя |
|
при замедлении |
Диффузия при замедлении |
|
|
|
Диффузия нейтронов в |
Взаимодействие с |
|
- вероятность избежать |
тепловой области |
ядрами замедлителя |
поглощения на ядрах |
|
|
|
|
замедлителя |
Диффузия нейтронов в |
Взаимодействие с |
- число нейтронов на одно |
|
тепловой области |
ядрами урана |
поглощение в топливе (уране) |
|
Ф6-01Н |
ТЭО ядерных процессов |
Формула четырех сомножителей
К∞ – коэффициент размножения теоретический системы, которая представляет собой пространство, полностью заполненное некоторой средой (гомогенной или гетерогенной).
K
Ф6-01Н |
ТЭО ядерных процессов |
Вероятность избежать резонансного захвата
|
(с) exp( |
п Iэфф |
) |
|
|
||
|
|
s |
|
п |
- ядерная плотность резонансного поглотителя; |
||
Iэфф |
- эффективный резонансный интеграл в смеси; |
||
s |
- замедляющая способность смеси. |
||
Ф6-01Н |
ТЭО ядерных процессов |
Вероятность избежать поглощения в замедлителе
топ
(с) зам а топ
a а
топ |
зам |
- макроскопические сечения поглощения |
a |
, a |
в тепловой области энергий на ядрах топлива |
|
|
и замедлителя соответственно |
Ф6-01Н |
ТЭО ядерных процессов |
Коэффициент использования тепловых нейтронов
f топf |
|
|
атоп |
|
|
топ |
|
топ |
- макроскопические сечения деления и |
f |
, |
a |
поглощения в тепловой области энергий |
|
|
||
|
|
|
на ядрах топлива |
Ф6-01Н |
ТЭО ядерных процессов |
Оптимальные параметры гомогенных размножающих сред (уран природный – замедлитель)
Замедлитель |
С=Nзам/NU |
K |
H2O |
2,5 |
0,84 |
D2O |
167 |
1,14 |
C |
452 |
0,85 |
Ф6-01Н |
ТЭО ядерных процессов |
Одногрупповая теория критического реактора
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
(r ) |
|
|
|
||
|
(r , , E) d dE |
|
|||
|
0 4 |
|
|
|
|
D a f f => |
м 2 0 |
||||
2 f f a |
|
k 1 |
|
||
м |
|
|
L2 |
Материальный параметр |
|
D |
|||||
|
|
|
|||
(rg ) |
0 |
Граничное условие в однородном реакторе |
|||
|
2 |
|
2 |
Геометрический параметр в плоской геометрии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
Н ) |
||
|
|
||||
Ф6-01Н |
ТЭО ядерных процессов |