Ядерная физика (Задачи (Ионов))
.docx-
Плотность нейтронов с энергией E₁=0,025 эВ, n₁=10⁵ нейтр/см³, E₂=1к эВ, n₂=10³ нейтр/см³, ф₁/ф₂=?
Решение.
=>
Где E – энергия нейтронов, n - плотность потока нейтронов, ф - поток нейтронов, U- скорость нейтронов.
Ответ: ф₁/ф₂=0,5.
-
N=1к Вт, Какая скорость должна соответствовать этой мощности?
Решение.
1 кВт = 1000 Дж/с
1 Дж = 6,2415·10¹⁸ эВ
1 эВ = 1,602·10⁻¹⁹ Дж
200 МэВ = 3,204·10⁻¹¹ Дж
1 Дж = 3,121·10¹⁰ дел
1 кДж = 3,121·10¹³ дел
1 Вт = 3,121·10¹³ дел
-
Сколько нужно разделить 235U, чтобы получить энергию равную 1 кВт∙ч?
Решение.
Na=6,023·1023 = 12 грамм C12
0,5019·1023 = 1 грамм C12
1 нуклон = 1,66·1023
1 ядро 235U = 390,1·10-24 г
1 гр 235U = 2,563·10 21 ядер
1 дел = 3,204·10-14 кДж
0,312·1014 = 1 кДж
1 кДж = 1,217·10-8 г (*360)
1кДж·ч = 438,12·10-8 г
-
Сколько нужно сжечь 235U, чтобы получить энергию E=1 МВт∙сутки в реакторе на тепловых нейтронах? Доля радиационного захвата зависит от спектра нейтронов . σc = 97 барн, σf= 590 барн.
Решение.
1 кВт·ч = 4,3812·10-5
1 МВт·сут = 4,3812·10-5·103·24 = 1,0515 г
0,17 1,052 = 0,178755 г
1,052-0,1788 = 0,8732 г
1,052+ 0,1788 = 1,2308 г
x = 1,052/0,8588 = 1,225 г
-
Найти среднюю потока нейтронов в гомогенном реакторе с загрузкой 100 кг по 235U при работе на мощности в 200 МВт.
Решение.
100 кг = 2,564·1026 (N5·V)
qдел = 200 МВт
-
Какое количество 235U выгорит (разделится и превратится в 236U) за год работы реактора на тепловых нейтронах на мощности 1500 МВт.
Решение.
, где ω – мощность р-ра в МВт, t – время работы р-ра в «сутках».
Кол-во «выгоревшего» ядерного топлива
грамм
Из которых
672 – 575 = 97 кг 5U превратится в 6U.