2. Тепловой расчет

Среднее значение теплового потока:

где

Возьмем первое приближение :

Среднее энерговыделение в единице объема активной зоны (а.з.):

Где П=2r₃=2π0,51=3,20 см, h=1 см – периметр теплопередающей поверхности одного твэла

- объем ячейки на 1 см высоты активной зоны

Найдем объем активной зоны:

Также объем активной зоны равен:

Пусть H_а.з.=D_а.з., тогда

Число рабочих ячеек ТВС:

Определим среднюю температуру замедлителя:

Средняя температура топлива:

T_u=t_з+100=493+100=593 K

3. Определение Микроскопических сечений среды

3.1. Макроскопическое сечение при Е=0,025 эВ

Вначале найдем объем всех элементов, отнесенные в единице высоты ячейки.

Объем оболочек твэлов:

Объем оболочек кассеты:

9,84

Полный объем конструкционного материала на 1 см длины кассеты:

Объем воды в кассете: =

Объем воды кассеты:

=(14,7²-14,4²)

Тогда объем воды на 1 см длины кассеты равен:

Объем топлива:

Теперь определим концентрации отдельных элементов.

Концентрация ядер к.м. в стали равна:

Определим концентрацию ядер в воде:

плотность воды при P=11МПа и t_ср=220

Определим концентрацию молекул UO₂:

Определим среднюю плотность ядер в ячейке по формуле:

Сечения поглощения тепловых нейтронов и замедляющую способность вещества ξσ_s можно найти в приложении 2 методички.

Макроскопическое сечения и замедляющие способности ищем по формулам:

,

Полученные результаты занесем в Таблица 1.

Таблица 1. Макроскопическое сечение поглощения при Е=0,025 эВ и рассеяния при Е=1 эВ

Нуклид	V, см3	1024, см-3	1024, см-3	(0,025эВ), 10-24 см2	ξσs(1эВ), 10-24 см2	∑а , см-1	, см-1
Сталь	26,1	0,0850	1,1910-2	2,8	0,37	0,033	0,004
Н2O	104	0,0284	1,5710-2	0,661	42,5	0,0103	0,667
U235	54,7	2,0710-3	6,0510-4	694	0,09	0,419	-
U238	54,7	0,0186	5,4410-3	2,71	0,07	0,0147	-
O	54,7	0,0414	1,2110-2	210-4	0,46	-	0,005
					сумма	0,477		0,676

4. Усреднение сечений поглощений по спектру Максвелла

Температура нейтронного газа:

,

где

Условие сшивки спектров Максвелла и Ферми:

1-ое приближение : х_гр1 = 4.

Сечение поглощения:

,

где =1,05 по графику 3.

1. Уран.

.

.

2.Конструкционный материал – сталь.

.

3. Вода.

.

4. Кислород .

.

Макроскопическое сечение поглощения:

.

1. Уран.

.

.

2.Конструкционный материал – сталь.

.

3. Вода.

.

4. Кислород.

.

Проверка:

при =0,352 →.

Таблица 3

Сечение поглощения по спектру Максвелла при .

Нуклид	U235	U238	К.м. - сталь	H2O	Кислород	Сумма
	341	1,48	1,53	0,36		-
	0,206					0,238

Вывод: х_гр ≈4, ,

4. Коэффициент размножения в бесконечной среде

1. Коэффициент размножения на быстрых нейтронах ().

Нормальные плотности:

.

.

Объёмы урана и воды, приведенные к нормальной плотности:

.

.

.

2. Вероятность избежать резонансного захвата ().

Площадь урана:

.

Средняя хорда твэла:

.

.

Вероятность избежать резонансного захвата

.

3. Коэффициент использования тепловых нейтронов ().

.

4. Среднее число вторичных нейтронов на один акт захвата топливом ().

.

5. Коэффициент размножения в бесконечной среде.

.