Главная >> Лекции по ядерной физике 16.1. Количественные меры шлакования
Шлакование топлива - это процесс накопления в работающем реакторе стабильных и долгоживущих продуктов деления, участвующих в непроизводительном захвате тепловых нейтронов и, тем самым, понижающих запас реактивности реактора.
Из более чем 600 типов осколков деления около 60 обладают свойствами, упомянутыми в данном выше определении, а именно, они являются стабильными или долгоживущими и в различной степени интенсивно поглощают нейтроны реакторного спектра. Их и назвали шлаками, имея в виду аналогию с шлаками в топке паровоза, которые осаждаются на поверхности кусочков угля, блокируя доступ воздуха к ним и затрудняя процесс горения угля. Ядерные шлаки, являясь продуктами реакции деления, также накапливаются в твэлах реактора, блокируя доступ нейтронов к делящимся компонентам топлива, тем самым затрудняя протекание реакции деления. Диапазон микросечений радиационного захвата шлаков достаточно широк - от нескольких барн до десятков тысяч барн.
Каждый из шлаков характеризуется величиной своего удельного выхода (γi), величиной микросечения поглощения (σаi) и макросечения поглощения нейтронов (Σаi), величина которого пропорциональна ядерной концентрации шлака (Ni): Σаi = σai Ni.
Кроме того, способность каждого шлака “отнимать” нейтроны из цикла характеризуется относительной долей поглощаемых им нейтронов, равной отношению скоростей поглощения нейтронов рассматриваемым шлаком и ядрами урана-235:
qшi = σai Ni Ф / σa5 N5 Ф = (σаi / Σa5) Ni (16.1.1)
Совершенно очевидно, что такой же мерой можно измерять и все шлаки вместе:
Но практика интересует даже не эта величина, ему нужна итоговая мера воздействия всех шлаков на реактор - потери реактивности за счёт шлакования. Присутствие шлаков уменьшает, главным образом, величину коэффициента использования тепловых нейтронов в реакторе (θ), и несложно показать, что величина потерь реактивности от шлакования связана пропорциональной связью с упомянутой выше величиной относительной доли поглощаемых шлаками нейтронов, причём коэффициентом пропорциональности служит коэффициент использования тепловых нейтронов для незашлакованного реактора:
ρш = - qш θ (16.1.3)
Знак “минус” перед правой частью (16.1.3) говорит о том, что речь здесь однозначно ведётся о потерях запаса реактивности от шлакования реактора.
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:
Социальные комментарии Cackle
|