Изменение изотропного состава и реактивности во время работы реактора.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

В процессе работы реактора происходит изменение изотропного состава активной зоны, наиболее важные процессы при этом: выгорание , накопление , отравление, накопление шлаков.

3.6.1. Вычислим удельную мощность, выделяемую в единице объема топлива:

где

объем топлива в реакторе

3.6.2. Исследуем изотропный состав горючего после примерно годового срока непрерывной работы реактора на номинальной мощности. Усредненные по спектру Максвелла сечения изотопов, найденные из приложений [2, стр.25-27] (при

приведены в таблице 4.

Пусть . Оценим без учета накопления плутония:

3.6.3. По отношению к начальной концентрации это составляет:

3.6.4. Найдем коэффициент воспроизводства в начале кампании

где

число вторичных нейтронов на акт деления

3.6.5. Рассчитаем концентрацию , используя вспомогательную величину z, которая связана с t и приближенно равна доле выгоревшего т.е.

Тогда:

где

Сечения и находим из приложений [2, стр. 16] в соответствии с и .

среднее число нейтронов на акт деления

3.6.6. Время работы реактора в сутках выражается через следующим образом:

где

3.6.7. Для определения зависимости нужны макроскопические сечения шлаков и отравляющих осколков. Число пар осколков, накопленных за время работы , равно числу делений, происшедших за это время.

3.6.8. В среднем каждая пара осколков без учета ксенона и самария имеет сечение поглощения тепловых нейтронов 50 барн. Следовательно,

3.6.9. Вычислим суммарное сечение деления для смеси изотопов, для определения плотности потока нейтронов:

3.6.10. Плотность потока нейтронов:

3.6.11. Равновесное макроскопическое сечение поглощения

где:

постоянная распада ;

выход изотопов на акт деления

при сечение поглощения , усредненное по спектру Максвелла.

3.6.12. Равновесное макроскопическое сечение поглощения

где:

выход изотопов на акт деления

3.6.13. Определим суммарное сечение поглощения делящихся изотопов:

3.6.14. Среднее число вторичных нейтронов на акт захвата, с учетом накопления :

3.6.15. Вычислим и реактора с учетом всех изменений в изотропной составе топлива. Концентрация практически не меняется. Все продукты деления заключены в и, следовательно, относятся к первой зоне ячейки.

3.6.15.1. Найдем для этой зоны величину :

3.6.15.2. Считаем, что соотношение не изменилось, определим коэффициент использования тепловых нейтронов;

3.6.16. Вследствие изменения необходимо пересчитать и

3.6.17. Поскольку другие параметры от изотропного состава топлива практически не зависят, то в момент времени :

3.6.18. Задавая другие значения , построим кривую и найдем такое значение , при котором .

Нашли, что при (рис. 3). Это точка и определяет теоретическую кампанию реактора, т.е. время работы реактора на номинальной мощности без перегрузки топлива.

График

1, 39
1, 17	0, 3
1, 11	0, 4
1, 06	0, 5
1, 01	0, 6
1, 00	0, 62
0, 99	0, 64

Рис. 3. График зависимости

Определение кампании реактора.

3.7.1. Вычислим время кампании реактора без учета накопления

3.7.2. Чтобы найти вес загруженного урана и количество образовавшегося за время плутония, переведем ядерные концентрации изотопов в весовые с помощью формулы:

3.7.3. В свежезагруженном реакторе (в начале кампании)

3.7.4. После 283 суток работы:

3.7.5. Загрузка урана в начале кампании:

3.7.6. Общая загрузка урана в начале кампании:

3.7.7. Количество и после 283 суток работы:

3.7.8. В течение 283 суток сгорает :

3.7.9. Что соответствует удельному расходу топлива:

3.7.10. Глубина выгорания топлива за кампанию:

Список используемой литературы:

1. Румянцев Г.Я. «Расчет ядерного реактора на тепловых нейтронах». Москва, Атомиздат, 1966 г.

2. Голиков И.Г., Лощаков И.И. «Расчет ядерного реактора на тепловых нейтронах». Учебное пособие. Санкт-Петербург. Издательство Политехнического университета, 2005 г.

3. Ельшин А.В. Лекции.

⇐ Предыдущая 1 23