Уравнения кинетики и реактивность

Нестационарный ядерный реактор

Функционирование

Для запуска СЦР достаточно 12%-15% воды. Предполагается, что реактор работал в течение 510⁵ лет на мощности 25 кВт. Может быть ещё в Австралии в те времена соединенной с Африкой было что-то подобное.

Если месторождение содержит воду, то могут возникнуть условия, при которых возможна СЦР. Дальнейший анализ показал, что такие условия реализовывались, по крайней мере, в 17 местах и СЦР в совокупности продолжалась порядка 10⁶ лет. Вероятно, критичность возникала периодически по мере накопления воды в месторождении и ее последующем испарении при нагревании за счет СЦР. Нейтронный поток вероятно не превосходил 10⁸ -10⁹ н/см²с, флюенс – 1.510²¹ н/см². Разделилось около 6 т ²³⁵U, выделилась энергия 2-3 ГВт_*год при уровне мощности 10 -25 кВт. За все время образовалось 1.5-2,0 т ²³⁹Pu.

Реактивность в % или долях b_эфф

r = (k_эф – 1)/k_эф

l - время жизни нейтронов между поколениями

Задача 1.12. Определить l тепловых нейтронов в легкой воде

длина пробега до поглощения – 1/S_a, l = 1/vS_a, s_a = 0.33 б

l = 10-5 с

Баланс за время dt при k_эф >1

dn = nk_эфdt/l – ndt/l dn/dt = (k_эф – 1)n/l

Интегрируя n = n₀exp(k_эф -1)t/l º n₀exp(t/T)

Т = l/(k_эф-1) – период, n₀ = n(0).

В реакторе на обогащенном топливе с Н₂О - замедлителем l @ 10^-5с, k_эф =1,001 T @ 10^-2c n = n₀exp(10²t) Не реактор, а бомба!

Роль запаздывающих нейтронов в регулировании реактора. Более 99% - мгновенные нейтроны. Менее 1% з апаздывающиие

Доля запаздывающих нейтронов - b_эфф, - отношение среднего числа запаздывающих нейтронов к среднему числу нейтронов, испускаемых при делении. Для ²³⁵U b_эфф приближенно равна 710^-3.

₃₅Br⁸⁷ T_1/2 = 54,5 c E_возб

b^- 2%

5,8 МэВ

b^- 68% g n e_n (⁸⁶Kr) = 5,53 МэВ

E_bmax =8 МэВ ⁸⁶Kr 5,4 МэВ

g g

3 МэВ

b^- 30% g g

Kr T_1/2 = 78 мин

Схема образования запаздывающих нейтронов при b-распаде ₃₅Br⁸⁷.

Периоды полураспада предшественников или источников запаздывающих нейтронов лежит в интервале 0.2 – 56 с. термин

«быстрые нейтроны» характеризует энергию нейтронов, а термин «мгновенные» - время появления после деления

Дата добавления: 2014-01-07