Атомная энергетика

56. Трудности регулирования цепной реакции деления с использованием мгновенных нейтронов

, где - реактивность

не может превысить долей процента над 1

Имеем дело с малыми величинами

T_ж без замедлителей 10^-8 сек

10^-7 – добавляем реактивность  энергия вырастет в 2000 раз за 1 секунду  замедлитель

t_зам.~10^-4с

E_n~1 МэВ  E_th=0,025 эВ

Установка позволяет уменьшить концентрацию (сечение больше на 3 порядка)

Использование для управления запаздывающих нейтронов деления

60. Физика эмиссии запаздывающих нейтронов деления.

• Не успеваем следить за мощностью даже при небольшом колебании реактивности. Нам помогут запаздывающие нейтроны деления

• Оказалось, что небольшая доля (~1%) нейтронов, испускающихся в процессе деления, появляется с некоторым запаздыванием относительно момента деления (так называемые запаздывающие нейтроны). Время запаздывания достигает 1 мин.

• что запаздывающие нейтроны испускаются остановившимися осколками после предварительного β^--распада. β^-Распад осколков приводит к образованию дочерних ядер не только в основном, но и в возбужденных состояниях  происходит испускание запаздывающих нейтронов

Условие эмиссии запаздывающих нейтронов:

• Условие просеки (стабильность по отношению к эмиссии нейтрона): ; ( )

• Но если ядро E(Z, N+1) возбуждено, то возможно состояние, когда: , т.е.  прямая эмиссия нейтрона возможна с энергетического уровня, соответствующего E^* (время эмиссии соответствует T_1/2 дочернего ядра)

Предшественники запаздывающих нейтронов:

• ¹³⁷I; T_1/2=55,6 сек

• ⁸⁷Br; T_1/2=24,5 сек

Для ²³⁵U ²³⁹Pu при делении тепловыми нейтронами

- быстрые нейтроны

8. Время жизни вторичного нейтрона в различных средах с учётом различных факторов (наличие либо отсутствие замедлителя, соотношение между реактивностью и долей запаздывающих нейтронов деления).

Доля запаздывающих нейтронов: , где - delay, запаздывающие; - prompt, быстрые

β для ²³⁵U=0,64%; для ²³⁹Pu=0,20%

Условие управляемости реактора:

Т_ж~10^-8 сек – без замедлителя

Т_ж~10^-4 сек – с замедлителем (складывается из времени замедления и времени диффузии)

+ {если выполняется}+ , где Т_1/2~10^-1с

В таком случае если реактивность вырастет в 2 раза:

 0,7=10^-3t  t~700 сек ~ 10 мин

24. Основное условие управляемости ядерного реактора и технические средства управления.

Условие управляемости реактора:

• Если  нарастание цепной реакции определяется только мгновенными нейтронами  не годится!

• Система управления и защиты реактора (СУЗ) – система для пуска и остановки реактора, поддержания заданного уровня мощности, переходя на другой уровень мощности и отключения реактора.

• Органами регулирования реактивности являются стержни-поглотители нейтронов. Они сделаны из бористой стали или карбида бора. Они вводятся (или выводятся) в активную зону и стабилизируют или изменяют в нужном направлении процесс размножения нейтронов.

28. Основные типы энергетических ядерных реакторов на тепловых нейтронах, их преимущества и недостатки.

T₂>T₁

Использование реакторов:

1. По назначению

2. Исследовательские (необходимы потоки нейтронов  высокое обогащение)

3. Промышленная наработка плутония

4. Транспортные

Сечение деления на тепловых нейтронах огромное

62. Формула четырёх сомножителей и её упрощение в случае гетерогенного реактора. Основные функциональные элементы ядерных реакторов на тепловых нейтронах.

Родилось j нейтронов