Визначення температури нейтронного газу

Концентрація елементів

Мн2о = 18 г/моль.

.

Для двоокису урану з збагаченням 17,500 %, густиною 4,5 г/см³ отримаємо молекулярну масу:

269,48 г/моль.

1,01∙10²² 1/см³.

Концентрація ядер U, U и О:

1,76∙10²³ 1/см³.

8,298∙10²¹ 1/см³.

2,01∙10²² 1/см³.

.

Концентрація ядер гелію в газовому зазорі не враховується. Вводиться поняття розрахункової густини цирконію. При дійсній густині цирконію6,44 г/см³, розрахункова густина:

6,440 г/см³;

4,25 ∙10²² яд/см³.

При середній температурі теплоносія 295°С = 731°К густина води дорівнює 0,722 г/см³:

N_H2O =ρ_н2о 2,4∙10²² моль/см³.

Для знаходження температури нейтронного газу необхідно визначити макроскопічні зрізи поглинання, усереднені за температурою теплоносія, та макрозрізи розсіювання. Значення мікрозрізів беруться для енергії нейтронів 0,025 еВ. Макрозрізи обчислюються так: N_i

Середньологарифмічна втрата енергії при зіткненні нейтрона з ядром визначається як =2/А, де А - атомна маса ядра. Це вираження використовується для ядер з А, більше за 10. Для визначення температури нейтронного газу необхідно знати сповільнюючи здатність осередку.

Мікроскопічні зрізи елементів осередку:

1,380∙10²³ см²;

8,300∙10²⁴ см²;

6,400∙10²⁴ см²;

2,0249∙10²³ см²;

3,760∙10²⁴ см²;

1,850∙10²⁵ см²;

6,809∙10²² см²;

2710∙10²⁴ см²;

5,835∙10²² см²;

1;

0,125.

Макроскопічний зріз визначається як:

1,095 см;

1,015см;

0,012см;

0,00598 см.

Зрізи поглинання усереднюються за спектром Максвела для середньої температури теплоносія:

0,7147см;

0,0145см;

5,00∙10^-3 см;

0,01 см;

0,7292см.

Температура нейтронного газу визначається за формулою

746,3 К.

де Vj – площа у осередку, яку займають паливо, конструкційні матеріали та теплоносій:

Т_нг = 746,3 К.

За температурою нейтронного газу проводиться усереднення зрізів поглинання та ділення. Відповідно даним, визначаються поправочні функції, які враховують відхилення значень зрізів поглинання та ділення нуклідів урану від закону 1/v. Поправочні коефіцієнти:

g⁵_a=0,9265

g⁸_a= 1,0112

g⁵_f= 0,9164

Зрізи усереднюються за виразом:

.

Тоді:

Σ⁵_а =0,6166 см;

Σ⁸_а = 0,0126 см;

Σ⁵_f= 0,5227 см;

Σ^н2о_а = 0,00876см;

Σ^Zr_а=0,004368см.

В наступних розрахунках необхідні транспортні зрізи елементів осередку. Для води транспортний зріз визначається так:

Квадрат довжини дифузії нейтронів в воді:

23,01см².

Транспортний зріз води:

1,654 см^-1.

.

Визначення макроскопічного транспортного зріза:

де cos(Q)- середній косинус кута розсіювання, який визначається за формулою: cos(Q)=2/(3×А).

Σ⁵_S= 0,02429 см^-1;

Σ⁸_S= 0,0689 см^-1;

Σ^Zr_S= 0,272 см^-1;

Σ⁰_S=0,076см^-1.

Транспортний зріз зони 0:

0,795 см^-1.

Зріз розсіювання зони 0:

Транспортний зріз зони 1:

0,275 см^-1;

=1,351см^-1.

Транспортний зріз осередку:

1,203см^-1.

Розрахунок коефіцієнта розмноження для безкінцевого реактору

Визначення коефіцієнта розмноження на швидких нейтронах

Для розрахунку цієї величини використовується експериментальна формула для тісних решіток:

0,302 см²;

=26,370;

1,0001.

Дата добавления: 2015-06-04