ФУ Лаба 6

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»

ОТЧЕТ

о выполнении лабораторной работы №6

"Динамика реакторов при больших скачках реактивности (нейтронные вспышки)"

по курсу

«Физические установки»

Выполнила: Сарьян Р.Р.

Принял: Афанасьев В.В.

Москва 2013г.

Цель работы: изучение динамики реакторов в режиме нейтронной вспышки и обратных связей, влияющих на параметры вспышки.

Введение

Модель: ядерный реактор в точечном приближении с обратными связями в реактивности по температуре топлива и замедлителя; запаздывающие нейтроны представлены шестью группами.

Исходное состояние: критическое.

При быстром вводе большой положительной реактивности, превышающей β, в реакторе происходит быстрое, неуправляемое повышение мощности (нейтронная вспышка). Процесс завершается разрушением реактора или самогашением за счет отрицательных эффектов реактивности.

Режим нейтронных вспышек используют в некоторых конструкциях исследовательских импульсных реакторов. Длительность вспышки при большом положительном скачке реактивности соизмерима с временем жизни мгновенных нейтронов в реакторе, поэтому на процесс ее формирования могут влиять только быстрые обратные связи, например, по температуре топлива. В связи с малым временем вспышки теплоотводом из активной зоны можно пренебречь.

Задание 1.

Было произведено моделирование вариантов переходных процессов при различных ступенчатых входных реактивностях.

Таблица 1.

1β	5.6471	3.5971	-	-	-	620	-	0	∞
2β	78.422	1.0791	10.289	61.44	1935.1125	1900	54.43	38.4	0.625
3β	270.76	0.6475	12.491	245.76	3068.2626	3180	89.72	76.8	0.3125
4β	581.33	0.5036	12.981	552.96	4220.9066	4460	127.5	115.2	0.2083
5β	1028.6	0.3957	13.727	983.04	5453.4853	5740	165.1	153.6	0.1563

Таблица 2.

1β	4.984	0.1	-	-	-	620	-	0	∞
2β	2110.6	0.0158	6.1694	2048	1054.4254	1046.7	13.1	12.8	0.0062
3β	8357,5	0.0094	6.0151	8192	1484.7766	1473.3	26	25.6	0.0031
4β	18324	0.0065	6.4363	18432	1916.8778	1900	38.91	38.4	0.0021
5β	32053	0.005	6.7981	32768	2347.4498	2326.7	51.72	51.2	0.0016

Рис. 1 Переходный процесс мощности для 1 и 2 таблицы соответственно

Рис. 2 Переходный процесс температуры топлива для 1 и 2 таблицы соответственно

Рис. 3 Переходный процесс полной реактивности для 1 и 2 таблицы соответственно

Рис. 4 Зависимости от величины скачка реактивности для набора данных:

Рис. 5 Зависимости от величины скачка реактивности для набора данных:

Задание 2.

В заданиие были смоделированы переходные процессы при плавном введении большой реактивности в сравнении с ступенчатым введением такой же величины реактивности.

Рис. 6 Зависимость мощности от времени для плавного и резкого ввода реактивности.

Рис. 7 Зависимость полной реактивности для плавного и резкого ее ввода

Рис. 8 Зависимость температуры топлива для плавного и резкого ввода реактивности

Заключение

В данной работе требовалось изучить динамику реакторов в режиме нейтронной вспышки и обратных связей, влияющих на параметры вспышки.

В первом задании были смоделированы нейтронные вспышки при различных скачках реактивности, а также рассчитаны значения максимальной мощности, максимальной температуры топлива, выделившейся энергии и эффективного времени по формулам Нордгейма-Фукса. По результатам работы были построены графики мощности, температуры топлива и реактивности от времени и от величины скачка реактивности, а также сравнительно с результатами формул Нордгейма-Фукса. Данное задание было выполнено для двух вариантов исходных данных (изменены коэффициент реактивности по температуре топлива, время жизни мгновенных нейтронов и время наблюдения).

Во втором задании был смоделирован переходный процесс при плавном введении большой реактивности в сравнении с ступенчатым введением такой же величины реактивности. Результатами явились графики зависимости температуры топлива, полной реактивности и мощности от времени.