- •1. Конструктивная схема ядерного реактора.
- •Общий принцип работы ядерного реактора
- •3. Влияние размеров реактора на Кэф.
- •4. Влияние поглощения нейтронов
- •5. Поколение нейтронов в яр
- •6. Эффективный коэффициент размножения, реактивность
- •2. Гомогенный реактор без отражателя в одногрупповом приближении
- •2.1 Уравнение реактора в одногрупповом приближении
- •2.2 Условие критичности гомогенного реактора без отражателя в одногрупповом приближении.
- •Критические размеры реактора цилиндрической формы
- •2.4. Результат решения волнового уравнения для цилиндрической гомогенной активной зоны.
- •2.5. Выражение для геометрического параметра цилиндрической активной зоны.
- •2.6. Оптимальное соотношение размеров цилиндрической активной зоны.
- •Краткие выводы
- •2.7. Критические размеры цилиндрического яр
- •2.8. Коэффициенты неравномерности распределения плотности потока нейтронов в цилиндрическом яр
- •2.9. Результаты анализа яр других геометрий
- •2. Яр в форме прямоугольный параллелепипед
- •3. Яр в форме цилиндра
- •4. Яр в форме сферы
- •2.10. Принципиальные подходы к проектированию реакторов
- •9.2. Эффективная добавка (э)
- •Эффективные размеры активной зоны яр с отражателем. Эквивалентный яр
- •1. Ядерное топливо.
- •2. Замедлитель.
- •3. Теплоноситель
- •4. Параметры структуры активных зон гетерогенных яр.
- •2. Гомогенный реактор с отражателем в одногрупповом приближении
- •2.1. Влияние отражателя на нейтронно-физические свойства акт. Зоны
- •2.2 Требования к материалу отражателя
- •2.3. Математическая постановка задачи о гомогенном реакторе с отражателем в одногрупповом приближении
- •2.4 Ядерный реактор в форме бесконечной пластины с отражателем
- •2.5. Цилиндрический яр с боковым отражателем в одногрупповом приближении
- •2.6. Эффективные размеры активной зоны яр с отражателем. Эквивалентный яр
- •10.2. О распределении нейтронов в слабо размножающих средах
- •Гомогенный реактор с отражателем в двухгрупповом приближении
- •Многогрупповой подход
- •Сущность метода многих групп
- •Многогрупповое уравнение
- •Многогрупповое уравнение диффузии. Баланс нейтронов.
- •Системы групповых констант.
- •Библиотеки констант. Выбор ширин групп
- •Библиотека констант бнаб
- •Эффективность центрального стержня в зависимости от глубины погружения в реактор
- •Эффективность эксцентрично расположенного стержня в зависимости от глубины погружения в реактор
- •Физические характеристики уран-водных ячеек
2. Гомогенный реактор с отражателем в одногрупповом приближении
Как было установлено ранее, единственной причиной неравномерного распределения потока нейтронов в ЯР без отражателя является утечка нейтронов через поверхность. Это обстоятельство нежелательно, т.к. приводит к неэффективному использованию ТВЭЛ. В центральных областях АЗ, где потоки близки к максимальным, топливо выгорает сильнее, чем на периферии, где поток меньше. Т.о., на периферии ТВЭЛы работают с технической недогрузкой, а значит изменяются режимы теплоотвода и уменьшается экономическая эффективность.
В связи с этим становится важным добиться более равномерного распределения потока нейтронов, т.е. добиться, чтобы коэффициент неравномерности был как можно ближе к 1 (kv →1). Для этого используют отражатель. Отражатель вводится добавлением к внешней поверхности активной зоны слоя отражающего нейтроны материала. Основное назначение отражателя – уменьшить утечку нейтронов из активной зоны путем отражения обратно некоторой части нейтронов, вышедших за ее пределы.
2.1. Влияние отражателя на нейтронно-физические свойства акт. Зоны
Для реакторов на тепловых нейтронах введение отражателя приводит к тому, что хотя бы незначительная часть нейтронов, попадающих в него из АЗ, возвращается обратно, повышая поток нейтронов в приграничных с отражателем областях АЗ. Это связано с тем, что как родившиеся вблизи отражателя быстрые нейтроны, так и находящиеся там тепловые нейтроны, вследствие своего движения могут перейти в отражатель. В отражателе быстрые нейтроны будут эффективно замедляться и вместе с тепловыми диффундировать в отражателе. В результате этого имеется ненулевая вероятность для нейтрона вернуться обратно в АЗ. При этом отражение нейтронов происходит не от поверхности отражателя (не путать с оптическим отражением), а от всего объема вещества отражателя. Поэтому в этом случае речь идет о диффузионном отражении тепловых нейтронов.
Нейтронно-физические свойства АЗ и отражателя существенно отличаются друг от друга. При этом распределение нейтронов вблизи границы АЗ/отражатель формируется взаимными перетечками тепловых нейтронов из одной среды в другую и обратно. Потому в пограничных с отражателем областях АЗ формируется распределение потоков нейтронов, отличное от распределения, формируемого только за счет свойств АЗ. Такое распределение потоков нейтронов в АЗ носит название переходного.
Однако по мере удаления вглубь АЗ влияние перетечек нейтронов из отражателя уменьшается, и распределение потока нейтронов будет приближаться к форме, зависящей только от параметров АЗ. Такое распределение называют асимптотическим. В энергетических ЯР, имеющих большие размеры, области асимптотических распределений достаточно велики. Отсюда понятно, что соотношения для ЯР без отражателя являются основой для рассмотрения ЯР с отражателем.
Добавление отражателя приводит к уменьшению утечки нейтронов через внешнюю поверхность АЗ. Тогда, если до введения отражателя ЯР находился в критическом состоянии, то после его введения он перейдет в надкритическое. Для того, чтобы вернут ЯР в критику надо либо изменить состав АЗ (уменьшив k∞, что является трудновыполнимым из-за экономических и тепло-физических соображений), либо уменьшить размеры АЗ. Таким образом, критические размеры АЗ ЯР с отражателем всегда меньше, чем соответствующие размеры АЗ ЯР без него.