Межкомнатные двери из массива ореха 
Ещё для одного солдата закончилась война... 
Утреннее 
Про гендерные праздники 
Весна 
Перемещения 
Литовщина - 13 
изумрудная девочка 
«Эбигейл» - глоток свежего воздуха в пыльных фильмах о вампирах.
02.12.2021 —
Реактивности пост 4
Реактивности пост 6
victor_chapaev — 05.12.2021
Последний пост завершился триумфом. Якобы
триумфом. Не зря я написал «якобы реактивность по показаниям ДПЗ».
Вопрос-то в чем. Можно ли применять это понятие к небольшой части
реактора? Не ко всему реактору, а к его небольшому объему, который
окружен другими небольшими объемами, и там идет своя «жизнь»,
рождаются и поглощаются нейтроны, да и за пределы гораздо больше
улетает, чем во всем реакторе в целом.Теоретические рассуждения практического инженера
Теория, описывающая свойства коэффициента размножения не так уж и сложна, чтобы не быть понятой инженером-физиком. Мы аккуратно описываем все процессы, происходящие в жизни нейтрона, соответствующими коэффициентами, отражающими вероятность выживания и размножения нейтрона. Если на каком-то жизненном этапе нейтрон может поглотиться, то мы вводим коэффициент под названием «вероятность избежать поглощения» на этом жизненном этапе. Если же нейтрон может на этом этапе размножиться, то вводим коэффициент «размножения нейтронов» на этом этапе. Про жизненный цикл нейтронов в реакторе я уже писал в этом цикле постов (каламбур? Не думаю… а вообще, почему «цикл постов»? они же не зацикливаются? тьфу, пропади.. ). Итак – коэффициент размножения нейтронов (а ведь именно он является основой понятия реактивности) в бесконечной среде описывается формулой четырех сомножителей…
Уверен, те, кто в теме, сейчас зайдутся истерическим смехом или горькими слезами… Ну это как бы азбука… даже не азбука, а дваждыдвачетыре, физики реакторов на тепловых нейтронах. Ну ладно, скрепив сердце, продолжу.
Первый сомножитель – η учитывает размножение нейтронов при делении ядра топлива. В зависимости от состава топлива и его выгорания может быть больше или меньше, но гораздо больше 2. Но меньше 3.
Второй сомножитель – μ учитывает размножение на быстрых нейтронах (если бы этого коэффициента не было, атомная бомба была ба невозможна).
Третий сомножитель – φ вероятность избежать захвата при замедлении (там нейтрона поджидают всякие опасности, и вероятность эта меняется туда-сюда в зависимости от температуры топлива)
И, наконец, четвертый сомножитель - θ показывает, сколько замедлившихся нейтронов вызывает новое деление, а сколько пропадает втуне, поглотившись всеми остальными ядрами, составляющими атомный реактор…
То есть формула проста
K∞ = η * μ * φ * θ
Но это не настоящий Kэф. Это K в бесконечной среде. Надо еще учесть утечку нейтронов.
Обратите внимание – все эти коэффициенты действуют относительно имеющегося количества нейтронов. Сколько бы их не было, но θ из них вызовет деление, φ избежит поглощения при замедлении и т.д. То есть, все эти сомножители не зависят он нейтронного потока в реакторе. Именно такие, не зависящие от потока нейтронов, коэффициенты, определяют размножающие свойства среды. Любому нейтрону размножающая среда уготовили такую судьбу.
Это мудрая формула, несмотря на свою простоту. Как-то меня попросили сделать короткое сообщение на оперативке про эту формулу. Но я отказался. Уверен был, что не смогу донести всю ее мудрость до административно-технических руководителей среднего звена.
Но ка-бесконечный, конечно, важная характеристика среды, но за настоящее размножение нейтронов отвечает, всё-таки, ка-эффективный. В формулу для этого коэффициента добавлен еще один сомножитель ω – вероятность избежать утечки. Для реактора в целом этот сомножитель меньше единицы. То есть ситуация такова – если бы нейтроны не вылетали за пределы реактора, то коэффициент размножения был бы больше единицы и нейтронный поток бы в нем возрастал. Эта вероятность ω также не зависит от количества нейтронов в реакторе, а зависит от геометрических его характеристик – размеров, формы, наличие отражателя нейтронов.
Вернемся к нашему отдельному объему реактора. Пусть это будет для простоты отдельная топливная сборка. И для начала рассмотрим простой случай работы на малом уровне мощности, когда процессы деления не вызывают еще изменения ее свойств. У нас в СССР такой режим называется МКУ мощности (минимально контролируемый уровень мощности). На МКУ отсутствуют обратные связи и нейтронный поток может свободно возрастать и убывать как хочет (в зависимости от Kэф реактора).
Вот стоит эта наша сборка в окружении других и пусть при этом Kэф нашего реактора равен единице. То есть нейтронный поток постоянен и соответствует, к примеру, 10-4% номинальной мощности. Раз он постоянен во всем реакторе, то он постоянен и в каждой сборке. А вот это странно! Сборки-то все разные. Одни свежие, другие уже успели отработать одну, а то и две кампании. И обогащение у них разное, а выгорание и того разнее. Естественно, K∞ у них всех разные. Следовало бы ожидать, что в сборках, где K∞ больше 1 нейтронный поток будет возрастать, а в сборках, где K∞ меньше 1 – убывать. Но нет, если наша сборка имее K∞ > 1, то лишние нейтроны из нее начнут утекать к соседям, и эта утечка будет увеличиваться до тех пор, пока ее Kэф не станет равным 1. А если K∞ нашей сборки меньше 1? В нее станут перетекать нейтроны из соседних, более успешных сборок, и приток этот будет расти до тех пор, пока Kэф не возрастет до 1.
Но для Kэф нет сомножителя, описывающего приток нейтронов извне. По формуле утечка может быть, а может быть совсем маленькой. Однако мы видим в реакторе сборки с K∞ < 1, нейтронный поток в которых также постояне, а то даже и растет.
Видимо, для описания Kэф для сборки надо модифицировать понятие утечки, и допустить, чтобы она могла быть отрицательной. Тогда вероятность избежать утечки может стать больше единицы и Kэф станет равен 1 даже если K∞ < 1.
Удовлетворяет ли отрицательная утечка условию независимости от потока нейтронов? Не является ли это просто внешним источником? Можно и так попытаться определить отрицательную утечку, но тогда мы должны признать, что этот внешний источник ЗАВИСИТ от нейтронного потока в реакторе. Про внешний источник обычно так не думают. Если он зависит от потока нейтронов, то это уже не внешний источник. А отрицательная утечка зависит от соотношения K∞ соседних сборок. И на разных уровнях мощности (при разных потоках в реакторе) относительный переток будет примерно одинаковым.
Вот относительное отклонение такого модифицированного Kэф от единицы и описывает реактивность, рассчитанная по показаниям ДПЗ.
Ну на сегодня всё, даю кота
Сохранено
|
|
</> |
Оставить комментарий
Популярные посты:
Предыдущие записи блогера :
25.11.2021 —
Но я-таки продолжу
Архив записей в блогах:
На Казанском авиационном заводе имени Горбунова - филиала ПАО "Туполев" в четверг состоялась церемония выкатки на летно-испытательную станцию первого глубоко модернизированного Ту-160, построенного на основе имевшегося задела ........ О перспективах Ту-160 М2 писал совсем недавно ...
В США выбрали Мисс Америка - 2010, и фотографии этого человека по имени Каресса ...
Идея не нова, ее время от времени используют любители ночного неба. Воспользуюсь ею и я – уж очень хорошей кажется эта затея ) Кстати, со ссылкой на РБК news.mail.ru сообщает: « Список возглавил гендиректор американской компании Moderna Стефан Бансель, ...
Парашенька приняла отставку Колпачка. Готовится видеообращение к нации(ХАх3). Движухи, со всех сторон, ушли в такие подковерные глубины, что Марианская впадина смотрит с дикой завистью. И опять всё сходится на 14 октября. Голосование за нового министра нападения состоится именно 14-го. ...
В тот день, когда болела голова, я почти весь день провалялась на диване и спать пошла раньше и даже уснула без проблем. В пятницу обычный мой домашний рабочий день, готовки/стирки, после обеда ещё гостью ждала, но она перенесла свой визит на субботу. Сегодня долго не могла проснуться, ...
