ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Активная зона реактора как источник излучения . . Ю Распределение источников нейтронов и у-квантов в активной зоне реактора из "Защита от излучений ядернотехнических установок. Т.2 " При характеристике активной зоны как источника излучения следует рассматривать не только энергетические спектры излучения, но и пространственное распределение интенсивности излучения в ней как объемном (протяженном) источнике. [c.35] В большинстве случаев для расчета защиты реактора наиболее существенно распределение потока тепловых нейтронов, поскольку, вызывая деление ядер горючего, они формируют. источники быстрых нейтронов и у-квантов деления. Кроме того, тепловые нейтроны характеризуются наибольшим сечением радиационного захвата. [c.35] Граничные условия для плоского реактора толщиной 2 Я состоят в конечности значений скалярного потока, симметрии решения и в равенстве нулю его значений на экстраполированных границах, т. е. при 2 = Я , = Я-(— (начало координат в центре реактора) [26]. [c.36] Константа А зависит от уровня мощности реактора. [c.36] Введение понятия эквивалентной добавки связано с учетом отражающей способности отражателя и соответствующего уменьшения критического размера активной зоны. Величина эффективной добавки зависит от ядерных свойств активной зоны и отражателя, а также от толщины самого отражателя. [c.39] При решении односкоростной задачи для плотности потока нейтронов в активной зоне реактора с отражателем справедливо уравнение (9.33), а в отражателе — аналогичное уравнение с равной нулю правой частью (отсутствует делящееся вещество). Решение должно быть симметричным (или конечным в центре активной зоны) и обращаться в нуль на экстраполированной внешней поверхности системы. Плотность потока и тока нейтронов должна быть непрерывна во всех точках на поверхности раздела активной зоны и отражателя. Решение этой системы уравнений для активной зоны и отражателя проводится так же, как для реактора без отражателя, хотя оно и оказывается более сложным. В результате решения определяют пространственное распределение плотности потока нейтронов и величину эффективных добавок. [c.39] Необходимо отметить, что использование формул (9.37), (9.41), (9.46), (9.47) с экстраполированными размерами активной зоны, определенными с помощью эффективных добавок, для расчета распределения плотности потока нейтронов (и распределения интенсивности источников) приводит к некоторой погрешности вблизи границы раздела активная зона — отражатель. [c.39] 3 — коэффициент диффузии нейтронов в активной зоне отр и отр — коэффициент диффузии и длина диффузии нейтронов в отражателе соответственно. В диффузионном приближении. [c.39] Коэффициент неравномерности распределения потока нейтронов для реакторов с отражателем несколько меньше, чем для реактора без отражателя. [c.40] Односкоростная модель, рассмотренная выше, предполагает, что распределение источников нейтронов пропорционалоио распределению плотности полного потока нейтронов. На самом деле при делении образуются нейтроны разных энергий, причем энергия нейтронов деления значительно превышает энергию тепловых нейтронов, которые в основном вызывают деление ядер. Односкоростная модель не учитывает диффузию нейтронов в процессе замедления. Это особенно существенно для реактора с отражателем, где пространственное распределение потока может сильно зависеть от энергии нейтронов. Заметнее всего это проявляется в реакторах на тепловых нейтронах. В ряде случаев отражатель может служить основным источником тепловых нейтронов, например когда по техническим условиям невозможно или нежелательно смешивать замедляющий материал, состояший из легких ядер, с горючим. Тогда отражатель изготовляют из замедляющих материалов и замедление нейтронов в основном происходит в отражателе. [c.40] Процедура аналитического рещения двухгрунповой системы уравнений для реактора с отражателем довольно громоздка. [c.40] Таким образом, для описания детальной структуры нейтронного поля в реакторной ячейке необходимы довольно сложные и трудоемкие численные расчеты. Для практических расчетов можно пользоваться приближенными методами, например односкоростным диффузионным приближенне.м. При этом задача решается так же, как в рассмотренном выше случае реактора с отражателем, только роль активной зоны выполняет блок горючего, а роль отражателя — замедлитель. Единственное различие — в граничном условии на внешней границе ячейки. Поскольку из каждой ячейки выходит столько же нейтронов, сколько в нее попадает, на границе ячейки результирующий ток нейтронов должен быть равен нулю. [c.44] Здесь /о, /1, Ко, К — модифицированные функции Бесселя нулевого и первого порядка первого и второго рода соответственно. Величины к п ко определяются из характеристического уравнения (9.55) для горючего и замедлителя соответственно. Отметим, что в выражение Рг входят только константы замедлителя. Этот коэффициент фактически характеризует неравномерность потока нейтронов в замедлителе, вызванную их поглощением. [c.45] Точность приведенных выше формул соответствует Рз-прибли-жению метода сферических гармоник [30]. [c.45] Таким образом, нами рассмотрено распределение потоков нейтронов в гомогенной модели реактора, позволяющее характеризовать как источник излучения активную зону в целом, и распределение в элементарной ячейке, позволяющее характеризовать тонкую структуру распределений интенсивности источников по активной зоне. [c.45] Необходимо отметить, что при расчете мощности источников по приведенным выше формулам подразумевается суммирование по всем элементам и изотопам. [c.46] При расчете распределения уквантов в активной зоне используются те же методы, что и при расчете их распределения в защите. [c.48] Распределение у-квантов в активной зоне оказывается довольно близким к распределению нейтронов и распределению энерговыделения. На рис. 9.13 показаны эти распределения, измеренные для водо-водяного реактора Yankee [32]. Отклонение одного поля от другого наблюдается в основном вблизи границ активной зоны и в блоках горючего] некоторое расхождение расчетных и экспериментальных данных по распределению у-квантов в радиальном направлении следует объяснить, по-видимому, влиянием возмущения у-полей детекторами). [c.48] Вернуться к основной статье