21. Требования к водному теплоносителю. Достоинства и недостатки использования воды в качестве теплоносителя.

В реакторах на тепловых нейтронах в качестве теплоносителя часто используют воду, причем она может быть не только теплоносителем, но и замедлителем.

Достоинства: простота в приготовлении и в применении, высокая теплоемкость, хорошие теплопередающие и замедляющие свойства, безопасность, высокая плотность и малая вязкость, возможность использования в качестве теплоносителя в кипящих реакторах.

Недостатки:относительно высокое сечение захвата тепловых нейтронов, высокая коррозионная активность при высоких температурах, склонность к разложению при облучении (радиолиз), достаточно высокая степень активации.

В качестве топлива для таких ядерных реакторов применяют обогащенный уран, а так же используют коррозионно- устойчивые материалы.

Для получения необходимого КПД теплового цикла приходится применять высокое давление в контуре. Это приводит к увеличению веса и стоимости оборудования.

D₂O:коррозионная активность и растворимость в ней солей несколько меньше, чем в легкой воде. Основной недостаток - высокая стоимость.

Основное требование к воде, применяемой в ядерном реакторе, это ее чистота.

Параметры, контролируемые при использовании ее в ядерном реакторе:

• Солесодержание

• РН

• Содержание О₂

• Жесткость

• Содержание хлоридов

• Содержание продуктов коррозии

22.Классификация продуктов деления. Изотопное изменение состава ядерного горючего и его последствия.

При делении каждое ядро горючего обычно распадается на 2-3 осколка. Рассмотрим деление U²³⁵, при делении наиболее вероятные осколки этоSrиXe.

В качестве осколков деления могут образовываться любые элементы, причем распределение их по массам, подчиняется определенной статической закономерности, зависящей от типа делящегося вещества и энергии нейтронов, вызывающих деление.

При делении ядра U²³⁵ распадающиеся осколки деления можно разделить на 2 группы:

1. осколки с массовыми числами 80-110 – легкие

2. осколки с массовыми числами 125-155 –тяжелые

Их суммарный выход составляет 99%. Образование осколков от 110 до 125 менее вероятно – minна кривой – их суммарный выход равен 1%, следовательно в результате деления U²³⁵образуются до 60 конечных осколков, претерпевающих радиоактивные превращения до тех пор, пока не станут стабильными.

23. Технология изделий из компактной двуокиси урана, их структура и свойства.

UO₂имеет самое широкое распределение ГЦК. Температура плавления зависит от стехиометрического состава двуокиси

t_плав=3153 К (UO₂)

Главным недостатком является низкая теплопроводность. Это обусловливает высокие температурные градиенты при эксплуатации и может явиться причиной растрескивания и даже расплавления UO₂. Во избежание этого, изделия изUO₂стремятся делать наименьшим в направлении отвода тепла.

ρ=10,97 г/см³

Механические свойства UO₂зависят от метода ее приготовления. Сопротивление разрушению повышается с ростом температуры.UO₂ – хрупкая приT=1273 К и пластичностьT=1873 К.UO₂реагирует с водой доT=573 К. В процессе эксплуатации в топливе возникают трещины.

Компактная UO₂ получается либо методом холодного прессования с последующим спеканием, либо набивкой порошкаUO₂в оболочки ТВЭЛ. При холодном прессовании используют органические соединения (парафин), испаряющийся позже при спекании. Наивысшая плотность при Т_спекан=1973 К. Уплотнение порошкаUO₂осуществляются методом вибрации в ТВЭЛе или совместным выдавливанием с оболочкой.