Расчет физических характеристик активной зоны

Вычисляем объемы веществ , приходящиеся на 1 см длины кассеты.

Объем горючего (двуокиси урана):

;

Объем оболочек ТВЭЛов:

;

Объем оболочки кассеты:

;

Общий объем циркониевого сплава:

;

Объем воды в кассете:

;

Объем воды в зазоре между кассетами:

;

Полный объем воды:

;

Определим ядерные концентрации веществ:

;

;

;

;

;

; ; ;

;

;

;

;

;

;

; ; ; ;

;

;

;

;

Определение макроскопический сечений:

; ;

;

Полученные результаты сведем в таблицу №1:

Таблица №1

Вещество
U235	172,8	0,00083			-	-	99,5363	-
U238	0,01992	2,71	8,3	-	-	9,3283	-
O	0,0415	0,0002	3,8	0,12	0,46	0,0014	3,2701
Zr	68,3	0,04183	0,191	6,2	0,02	0,14	0,5457	0,3862
H2O	331,37	0,02616	0,66	-	-	42,5	5,7213	368,4172
	115,13	372,07

Вычислим макроскопические сечения, нужные для расчета температуры нейтронного газа:

;

;

Средняя температура замедлителя:

;

;

Находим температуру нейтронного газа:

;

Для удобства пользования таблицами принимаем

:

Задавшись х_гр =4, находим в справочнике [3] при Т_n = 700 ⁰К сечение урана-235, усредненное по спектру Максвелла:

Примем F(x_гр) = 1,05 (определено по графику [2])

;

;

;

Из рисунка 3 [2] находим . Будим считать, что совпадение с первоначально заданным значением удовлетворительное. Таким образом, получаем сечения, принимая Т_n = 700 ⁰К и :

;

;

;

;

Найдем транспортные сечения для тепловых нейтронов, усредненные по спектру Максвелла, по формуле:

Для этого найдем средний косинус угла рассеяния по формуле:

;

; ;

; ;

;

Транспортные сечения:

Для тепловых нейтронов:

; ;

;

Для воды при расчете транспортного сечения используем специальную формулу:

1 эВ:

Полученные результаты сведем в таблицу №2:

Таблица 2.

Вещество	,см3	ρ, 1024ядер/см3	, барн	, барн	, барн	, см	, см	, см
U235	172,8	0,00083		392,97	9,97	54,9314	56,36	1,43
U238	0,01992	1,625	9,9	8,277	5,5935	34,08	28,49
O	0,0415	0,0000602	3,648	3,602	0,0004	26,16	25,83
Zr	68,3	0,04183	0,115	6,272	6,15	0,3286	17,92	17,57
H2O	331,37	0,02616	0,397	44,64	17,5	3,4414	386,97	151,70
						64,2954	521,49	225,02

Вычисление групповых коэффициентов диффузии и квадрата длины диффузии тепловых нейтронов:

Вычисление квадрата длины замедления:

Объемы урана и воды, приведенные к плотности при нормальных условиях:

Присутствие циркония и кислорода учтем приближенно, заменив их некоторым эквивалентным объемом урана с учетом разницы в плотностях и сечениях рассеяния:

Для вычисления t воспользуемся рис. 5 (Г. Я. Румянцева), но сначала вычислим значение функции Z(x):

Аргумент функции Z равен:

Тогда Z(0,416) = 1,29. Следовательно

Расчет коэффициента размножения:

Расчет коэффициента размножения в бесконечной среде:

Коэффициент использования тепловых нейтронов:

Количество нейтронов на 1 акт поглощения:

Примем х_гр=4 и Т_n=700⁰К: .

;

Коэффициент размножения на быстрых нейтронах:

Вероятность избежать резонансного поглощения:

Оценим величину эффективного коэффициента размножения:

Вместо отражателей прибавим к размерам активной зоны эквивалентные добавки, одинаковые со всех сторон и равные 12 см. Тогда:

Реактивность реактора:

Поскольку в рассматриваемом случае эквивалентная добавка мала по сравнению с R и H, то погрешность в ее определении не очень существенна для k. Для простоты вычислим эквивалентную добавку по формулам сферической геометрии. Причем температуру воды в отражателе . При этом плотность воды (при Р = 15МПа),

В отражателе отношение мало, поэтому можно считать, что

Для надтепловых нейтронов

Вычисляем макроскопические характеристики отражателя:

Толщину отражателя h будим считать практически бесконечной. Используя приближенную величину , находим радиус сферического реактора.

Подставляем эти величины в формулу и получаем:

Из уравнения определяем

Как видим, ранее принятое мало отличается от вычисленного, и поэтому величина получилась практически точной.

Поиск по сайту: