Захват нейтрона ядром

Плотность замедления q(E) нейтронов при данной энергии Е называется число нейтронов, ежесекундно пересекающих в процессе замедления в единичном объёме среды данный уровень энергии Е.

В соответствии с определением размерность q(E) - нейтр/см³с.

6. Возраст нейтронов и площадь миграции нейтронов. Уравнение возраста.

7. Уравнение диффузии. Граничные условия. Длина диффузии.

8.Гомогенные и гетерогенные реакторы. Реакторы на тепловых и быстрых нейтронах.

Гомогенные реакторы - топливо и замедлитель представляют однородную смесь.

- ядерное горючее находится в активной зоне реактора в виде гомогенной смеси: растворы солей урана; суспензии окислов урана в легкой и тяжелой воде; твердый замедлитель, пропитанный ураном; расплавленные соли.

- предлагались варианты гомогенных реакторов с газообразным горючим (газообразные соединения урана) или взвесью урановой пыли в газе.

Тепло, выделяемое в активной зоне, отводится теплоносителем (водой, газом и т.д.), движущимся по трубам через активную зону; либо смесь горючего с замедлителем сама служит теплоносителем, циркулирующим через теплообменники.

Т.о. все составляющие материалы равномерно размешаны по активной зоне.

Замедлитель и ядерное топливо в гомогенной активной зоне облучаются потоками тепловых нейтронов одинаковой плотности F. Гомогенная смесь состоит из замедлителя и ядерного топлива (урана).

Гетерогенные реакторы – топливо размещается в активной зоне дискретно в виде блоков, между которыми находится замедлитель.

Основной признак— наличие тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов). ТВЭЛы могут иметь различную форму (стержни, пластины и т.д.), но всегда существует четкая граница между горючим, замедлителем, теплоносителем и т.д.

Подавляющее большинство используемых сегодня реакторов—гетерогенные, что обусловлено их конструктивными преимуществами по сравнению с гомогенными реакторами.

Гетерогенная активная зона, в отличие от гомогенной, неоднородна для тепловых нейтронов, так как сечения поглощения замедлителя и материала ТВЭЛа резко различаются.

Как внутри твэлов, так и в прилегающих к ним слоях замедлителя почти при всех энергиях нейтронов неприменимо диффузионное приближение.

Из теории гетерогенного реактора удалось выделить часть (теорию решетки), не связанную с описанием утечки нейтронов из реактора и оперирующую только с бесконечной решеткой или, что эквивалентно, с ячейкой этой решетки.

9.Коэффициент размножения бесконечной среды и среды конечных размеров. Условие критичности.

10.Аддитивная форма коэффициента размножения.

Применяя метод баланса нейтронов к их жизненному циклу, можно показать, что в отсутствии утечки нейтронов можно определить коэффициент размножения как отношение числа нейтронов, родившихся за единицу времени к числу поглощенных за тот же временной промежуток.

В групповом энергетическом представлении это выражение можно представить в виде суммы.

На примере четырех энергетических групп нейтронов:

11.Физические особенности гетерогенного реактора. Элементарная ячейка.

12.Тесные, разреженные и канальные решетки.

13.Метод вероятности первых столкновений(ВПС). Расчет ВПС в разряженных, тесных и канальных решетках.

14.Схема расчета гетерогенного реактора на тепловых нейтронах.

15.Коэффициент размножения на быстрых нейтронах в решетках гетерогенного реактора.

16.Вероятность избежать резонансного поглощения (зависимость от температуры, параметров решетки).

Вероятность избежать резонансного захвата φ — значение, характеризующее количество нейтронов, которые не будут захвачены другими элементами, входящими в ядерное топливо помимо самого делящегося элемента.

Для того чтобы избежать резонансного захвата нейтрона, надо использовать для замедления очень, легкие ядра.

На них замедление идет «крупными шагами», что резко увеличивает вероятность благополучного «проскакивания» нейтрона через резонансную область энергий.

Наилучшими элементами-замедлителями являются

водород, дейтерий, бериллий, углерод.

Поэтому используемые на практике замедлители в основном сводятся к тяжелой воде, бериллию, окиси бериллия, графиту, а также обычной воде, которая замедляет нейтроны не хуже тяжелой воды, но поглощает их в гораздо большем количестве.

Ядро может захватить нейтрон только в том случае, если кинетическая энергия нейтрона близка к энергии одного из энергетических уровней нового ядра, образующегося в результате захвата.

Сечение захвата такого нейтрона ядром резко увеличивается. Энергия, при которой сечение взаимодействия нейтрона с ядром достигает максимума, называется резонансной.

Дата добавления: 2015-04-24