Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Топ:
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2017-11-28 | 419 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Для краткости будем использовать индексы 5, 8, 9 вместо 235, 238, 239 соответственно. Допустим, что с начала работы реактора прошло t суток, в течение которых реактор работал на постоянной мощности. Количество выгоревшего за это время U 5 без учета накопления Ри 9 можно определить по формуле
, (141)
где - средняя удельная мощность в объеме тепловыделяющего вещества, квт/см3:
(142)
Vypaнa - общий объем урана в реакторе (точнее, объем активной смеси, к которому относятся концентрации изотопов), см3. Сечения и другие следует брать усредненными по спектру Максвелла. В этой главе мы не ставим черту, означающую усреднение, над символами микроскопических сечений.
Полезно помнить такое ориентировочное соотношение между количеством выработанной тепловой энергии и весом сгоревшего U 5:
1,3 г/сутки = 1000 квт.
Вклад в энерговыделение, вносимый накапливающимся плутонием, не существен, когда обогащение горючего велико (выше 10%). Если же концентрация изотопа U 5 по сравнению с U 8 мала, тогда заметную роль играет эффект воспроизводства горючего, т.е. накопление Ри 9.
В тепловых реакторах выгорание U 8 за время кампании настолько мало, что можно считать практически . Вместо времени t удобно ввести вспомогательную переменную величину , которая однозначно связана с t, причем соответствует . Концентрации изотопов U 5 и Ри 9 зависят от z следующим образом:
(143)
(144)
где
Величина должна быть, вообще говоря, некоторым эффективным квадратом длины замедления до энергии, при которой сосредоточена основная часть резонансного поглощения в U 8. Практически, по-видимому, можно считать, что (20 эв), причем для водных сред (20 эв) будет мало отличаться от (Егр).
Чтобы воспользоваться формулами (143) и (144), необходимо задаться величиной z, которая приближенно равна доле выгоревшего U 5, т.е.
|
(145)
В книге [12], например, эта величина так и называется выгоранием. Оценить можно сначала с помощью формулы (141), т.е. без учета накопления плутония.
При построении графика изменения реактивности в зависимости от времени t приходится вначале задаваться несколькими значениями z и для каждого из них вычислять и . Время работы реактора t тоже выражается через z:
(146)
где
В результате устанавливается зависимость концентраций и от времени .
Шлакование
Осколки, образующиеся в результате деления ядер, принято разделять на две категории: шлаки и отравители. К шлакам относятся все осколки, обладающие не очень большим сечением поглощения, а также продукты их радиоактивных превращений. Изотопный состав шлаков очень сложен и зависит в принципе от времени работы реактора. Детальный расчет изотопного состава шлаков - задача весьма трудная, поэтому влияние накопления шлаков на реактивность учитывают следующим упрощенным способом.
Число пар осколков, накопленных в течение t суток, равно числу делений, происшедших за это время;
(147)
В среднем каждой паре осколков можно приписать сечение поглощения , равное 50 барн. Таким образом,
см-1,
или
см-1. (148)
Строго говоря, среднее сечение поглощения, приходящееся на пару осколков, должно зависеть от времени t, так как этим сечением характеризуются не только непосредственно осколки, но и продукты их превращений. Указанная выше величина соответствует достаточно большому значению t (при выгорании U 5 более 20%). В начале кампании среднее сечение шлаков оказывается большим. Эффект шлакования более подробно описан в работе [12] (стр. 211).
Отравление
Отравляющие осколки - это изотопы Хе 135 и Sm 149. Иногда Sm 149 относят к шлакам [12], но по своему влиянию на реактивность он скорее аналогичен Хе 135. Оба изотопа имеют аномально большое сечение поглощения, поэтому их концентрация относительно быстро достигает равновесного значения и далее при постоянной мощности реактора почти не меняется. Соответственно и отрицательная реактивность, обусловленная появлением этих изотопов, быстро достигает некоторого постоянного уровня.
|
Установившиеся (равновесные) макроскопические сечения поглощения изотопов Хе 135 и Sm 149 вычисляются по формулам:
(149)
(150)
где и - выходы соответствующих изотопов в процессе деления ( = 0,059, = 0,014); - постоянная распада Хе 135, сек-1 ( сек-1); - поток тепловых нейтронов, нейтрон/(см2×сек); - сечение поглощения Хе 135 для тепловых нейтронов, усредненное по спектру Максвелла, см2.
Если >1014 нейтрон/(см2×сек), то , следовательно,
(151)
Очевидно, при достаточно большом потоке нейтронов равновесное макроскопическое сечение поглощения Хе 135 перестает зависеть как от микроскопического сечения , так и от потока . Равновесное макроскопическое сечение Sm 149 не зависит от и в любом случае.
Изменение концентрации Хе 135 от времени в начальный период работы реактора, когда ее равновесное значение еще не достигнуто, можно определить по формулам или графикам (см. книгу [12], стр. 206, 373). Неравновесную концентрацию Sm 149 можно рассчитать по тем же формулам, если вместо физических констант J 135 и Хе 135 подставить соответственно константы Рm 149 и Sm 149.
|
|
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!