Часы-браслет Pandora    + серьги Dior

Часы-браслет Pandora + серьги Dior

Заработок для студента

Заработок для студента

 Заказать диплом

Заказать диплом

 Cкачать контрольную

Cкачать контрольную

 Курсовые работы

Курсовые работы

Репетиторы онлайн по любым предметам

Репетиторы онлайн по любым предметам

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Магазин студенческих работ

Магазин студенческих работ

Диссертации на заказ

Диссертации на заказ

Заказать курсовую работу или скачать?

Заказать курсовую работу или скачать?

Эссе на заказ

Эссе на заказ

Банк рефератов и курсовых

Банк рефератов и курсовых

Быстрый реактор Российская программа по быстрым реакторам Курсовой проект реактор ВВЭР Гомогенный реактор с отражателем Ядерная энергетика в мире Основы физики ядерных реакторов Воспроизводство ядерного топлива

 Методика расчёта реакторов с тесной решёткой

Любой гетерогенный реактор физически очень сложен для расчёта в один этап, т. е. для расчёта, который бы учитывал и внутреннюю геометрию активной зоны (распределение потока нейтронов всех энергий в твэлах и окружающем каждый из них замедлителем) и её конечность, обуславливающую утечку нейтронов из реактора. Трудность подхода к задаче усугубляется и тем, что как внутри ТВЭЛов, так и в прилежащих к ним слоях замедлителя почти при всех энергиях нейтронов неприменимо диффузионное приближение.

Поэтому обычно такие задачи решаются в два этапа. Реальная среда гомогенизируется, т. е. заменяется гомогенной, эквивалентной исходной по нейтронно-физическим характеристикам. Рассчитываются параметры решётки, затем определяется эффективный коэффициент размножения гомогенного реактора. В связи с этим из общей теории можно выделить две части: теорию решётки и теорию критических размеров. В теории критических размеров определяются условия критичности гомогенного реактора и распределение потока нейтронов по его объёму.

Теория решёток

 Определение коэффициента размножения

Рассмотрим бесконечную размножающую среду состоящую из топлива и замедлителя, которая по составу близка к среде активной зоны реактора на тепловых нейтронах. Пусть при делении U5 тепловыми нейтронами выделилось S1 нейтронов (1-ое поколение). Часть нейтронов деления имеет энергию E³1МэВ и может вызвать деление U8. Тогда число быстрых нейтронов увеличивается в m раз. Множитель m называется коэффициентом размножения на быстрых нейтронах. Таким образом замедляется S1×m нейтронов. Часть из них в процессе замедления поглотится и до тепловых энергий замедлится S1×m×j нейтронов, где j - вероятность избежать резонансного поглощения ядрами U8. Введём величину Q как отношение числа тепловых нейтронов, поглощённых в топливе к полному числу поглощённых тепловых нейтронов. Таким образом, Q -вероятность теплового нейтрона поглотиться в топливе и называется коэффициентом использования тепловых нейтронов. Тогда S1×m×j×Q нейтронов поглотится в топливе. Часть из них вызовет деление U5, в результате чего образуются новые нейтроны деления (2-ое поколение). Если ввести величину nэффт, которая представляет собой число быстрых нейтронов, образующихся при поглощении одного теплового, тогда число быстрых нейтронов 2-го поколения S2= S1×m×j×Q×nэффт. Отношение числа нейтронов данного поколения к их числу предыдущего, в бесконечной одномерной среде есть коэффициент размножения

  K¥= S2/S1= m×j×Q×nэффт. (2.1)

C другой стороны, применяя метод баланса нейтронов к жизненному циклу, K¥ есть отношение усреднённого по спектру и пространству числа нейтронов родившихся за единицу времени и единице объёма, <nf×åf×F> к числу поглощённых <åа×F>:

 (2.2)

Если рассматривать четырёх групповое приближение, тогда

 (2.3)

где DЕn - интервалы энергий, перекрывающие в сумме все энергии реакторных нейтронов; n- номер энергетической группы.

Скорость генерации нейтронов в единице объёма определяет числитель выражения (2.3), которую можно нормировать на 1/сек.

 (2.4)

тогда поток нейтронов в n-ой группе можно определить  из выражения

 , (2.5)

где

 (2.6)

равен сумме путей пройденных нейтронами в группе n от момента рождения до поглощения или увода; c(n) - доля нейтронов спектра деления, попадающая в n-ую энергетическую группу; - сечение увода нейтрона из группы n в старшие энергетические группы;  -сечение перевода нейтрона из группы n в группу k; m -число энергетических групп.

При условии Г(0)=0 и c(3) = c(4)=0 можно получить, что

  (2.7)

Обширные исследования послужили основой использования малогрупповых приближений в применении к расчётам параметров ячейки. Успех расчёта по этим схемам объясняется тем, что они соединяют простоту и наглядность с точностью, которая обеспечивается соответствующим образом подобранными групповыми константами. Рассмотрим схему четырёх группового приближения, используемого в расчёте. Нейтроны всех энергий делятся на группы следующим образом:

n =1, (10 - 0.821)МэВ, DU=2.5;

n =2, (821 - 5.53)KэВ, DU=5.0;

n =3, (5530 - 0625)эВ, DU=9.088;

n =4, (0.625 - 0)эВ, DU=¥.

Здесь n -номер группы, DU-интервал летаргий. Ширина группы выбрана такой, чтобы не учитывать «проскоки» нейтронов через группу. Для 1-ой в качестве нижней границы принята условная энергия порога деления U8; 2-ая группа - надрезонансные нейтроны и ограничена энергией, ниже которой отсутствуют нейтроны деления (c(3)=0); 3-я группа - нейтроны резонансных энергий; 4-ая группа - тепловые нейтроны, верхний предел которых - асимптотический предел поглощения тепловых нейтронов кадмием.

При таком выборе границ интервалов энергетических групп, доля нейтронов деления, попадающих в i-ую группу:

c(1)=0.752; c(2)=0.248; c(3)=c(4)=0.

2.1.2. Классификация решёток

Уже в первые годы работы над теорией гетерогенного реактора удалось выделить из неё часть (теорию решётки), не связанную с описанием утечки нейтронов из реактора и оперирующую только бесконечной средой, что эквивалентно рассмотрению элементарной ячейки с зеркальными граничными условиями для нейтронного потока.

Элементарной ячейкой будем называть периодичный элемент решётки (ТВЭЛ с примыкающим к нему теплоносителем и замедлителем). При этом предполагается, что все элементарные ячейки в решётке имеют одинаковые форму и нейтронно-физические характеристики.

В теории решётки решаются задачи гомогенизации: реальная среда заменяется эквивалентной ей гомогенной. Критерием эквивалентности служит равенство скоростей всех видов взаимодействия нейтронов с ядрами. Другими словами, задача сводится в вычислению для гомогенной среды сечений вида

 (2.8)

После завершения этого этапа расчёты проводятся как для любого гомогенного реактора.

Ход решения задачи гомогенизации зависит от вида решётки реактора. Будем различать простые и сложные решётки. Простые, в свою очередь делятся на разреженные и тесные. Остановимся на рассмотрении тесных решёток (рис. 2.1)

Рис. 2.1 Простая тесная решётка активной зоны гетерогенного реактора

bp- шаг решётки; d0- диаметр топливного блока; d2- диаметр твэла; 1- топливо; 2- оболочка; 3- теплоноситель; 4- замедлитель

В тесных решётках твэлы расположены настолько близко друг к другу, что нейтрон, вылетевший из топливного блока, с большой вероятностью может испытать первое столкновение в одном из соседних топливных блоков.

Обычно в тесных решётках теплоноситель используется и как замедлитель, либо замедлитель вообще отсутствует (реакторы на быстрых нейтронах).

Пренебрегая азимутальной зависимостью потока нейтронов Ф в ячейке будем считать Ф функцией двух пространственных переменных радиуса и высоты. Расчёт пространственного и энергетического распределения  представляет собой весьма сложную и трудоёмкую задачу.

Как правило, наиболее интересными результатами являются скорости взаимодействия в различных компонентах (зонах) ячейки - топливе, оболочке, теплоносителе; для определения которых нет необходимости детально описывать пространственное распределения потока нейтронов, а достаточно найти его средние значения в зонах ячейки. При этом реальную ячейку заменяем моделью (рис. 2.2).

Рис. 2.2 Реальная ячейка (а) и её модели в первых трёх группах (б) и четвёртой (в)

1- топливо; 2- оболочка; 3- замедлитель; 4- зазор

Для первых трёх групп моделью может служить 2-х-зонная (рис. 2.2б) ячейка, для 4-ой-3-х-зонная (рис. 2.2в). Правомерность такого подхода объясняется тем, что пространственная неоднородность спектра (всплеск тепловых и завал замедляющихся нейтронов) проявляется в основном вблизи кассет. Во внутренних же областях, занимающих значительную часть объёма кассеты спектр нейтронов близок к асимптотическому.

Один из наиболее острых и волнующих сегодня общественность аспектов ядерного топливного цикла - это вопросы размещения и хранения радиоактивных отходов. Наиболее трудный из них - это вопрос о высокоуровневых отходах, в работе с которыми имеются два различных стратегических подхода: первый заключается в переработке исчерпанного топлива с целью отделения высокоуровневых отходов с их последующим остекловыванием (или битумированием) и захоронением, а второй заключается в прямом захоронении исчерпанных тепловыделяющих элементов вместе с содержащимися в них высокоуровневыми отходами.
Перспективы развития быстрых реакторов