Задача определения эффективного коэффициента размножения Кэф гетерогенного реактора обычно решается в два этапа. На первом этапе реальная среда гомогенизируется, т.е. заменяется гомогенной, эквивалентной исходной по нейтронно-физическим характеристикам. В элементарной ячейке, состоящей из топливного стержня с прилегающим к нему замедлителем, рассчитываются объемные доли материалов: топлива, замедлителя, материала оболочки. По вычисленным значениям объемных долей рассчитываются параметры решетки активной зоны - коэффициент размножения в бесконечной среде , возраст τ, длина диффузии L , коэффициент диффузии D . На втором этапе рассчитываются критические размеры гомогенного реактора, затем по выбранным размерам определяется Кэф гетерогенного реактора.
Рассмотрим методику расчета коэффициентов формулы четырех сомножителей для коэффициента размножения .
9.1. Число нейтронов на акт поглощения
В гомогенном реакторе с урановым топливом число нейтронов на акт поглощения одного теплового нейтрона в топливе определяется как
Он не зависит от распределения плотности потока тепловых нейтронов в объеме среды Ф, поскольку значения Ф одинаковы в числителе и во всех слагаемых знаменателя формулы. Коэффициент η зависит от числа генерируемых нейтронов при делении ν и доли делений (доли числа реакции деления ядер U235 в общем числе поглощений нейтронов в топливе). Доля делений, а следовательно, и коэффициент η, зависят от соотношения ядерных концентраций изотопов, т.е. определяются изотопным составом применяемого топлива, а не составом размножающей среды в целом. Разбавление топлива определенного изотопного состава материалами замедлителя и другими материалами не меняет N 8 / N 5 . Отношение N 8 / N 5 определяется из обогащения x = N 5 /( N 8 + N 5 ). Увеличение относительной концентрации изотопа U235 в уране - наиболее радикальный способ повышения .
В гетерогенном реакторе с урановым топливом число нейтронов на акт поглощения одного теплового нейтрона в топливе определяется как
где - суммарное макроскопическое сечение поглощения всех других материалов, входящих в состав топливного блока. Топливный блок в гетерогенном реакторе может включать другие вещества: атомы, с которыми уран находится в химическом соединении, легирующие добавки к металлическому урану, продукты деления. В гомогенном реакторе потери нейтронов в этих веществах учитываются в величине коэффициента использования тепловых нейтронов, поскольку все вещества распределены по всему объему равномерно. В гетерогенном реакторе все потери нейтронов в топливном блоке учитываются в величине коэффициента т).
Дата: 2019-04-23, просмотров: 377.