Коефіцієнт розмноження на швидких нейтронах μ — показник, що враховує вплив поділу ядер 238U швидкими нейтронами на хід ланцюгової реакції в (реакторі на теплових нейтронах).
Розмноження на швидких нейтронах
У реакторах на теплових нейтронах з (ядерним паливом) з (низькозбагаченого урану) (<5 %) концентрація 238U у багато разів більша від концентрації 235U. Поділів ядер 235U швидкими нейтронами дуже мало, і їх зазвичай не беруть до уваги. Однак число поділів ядер 238U нейтронами з енергією En>1,0 (МеВ) може бути значним, і вони справляють помітний вплив на хід ланцюгової реакції.
Гомогенне середовище
У (гомогенній активній зоні) ядра 238U оточені великою кількістю ядер (сповільнювача). Нейтрони поділу, проникаючи через оточення, з більшою ймовірністю зазнають зіткнень з легкими ядрами і гальмуються до енергій, нижчих від порога поділу 238U. Внаслідок цього коефіцієнт розмноження на швидких нейтронах в гомогенних реакторах мало відрізняється від одиниці.
Гетерогенне середовище
У (гетерогенном реакторі) швидкі нейтрони рухаються спочатку в (ТВЕЛах) серед ядер 238U. Тому ймовірність зіткнення з ядром 238U і його поділу в гетерогенному реакторі значно більша, ніж у гомогенному реакторі. Вона залежить від шляху швидкого нейтрона в ядерному паливі, тобто від розмірів ТВЕЛів, концентрації 238U, а також від кроку решітки а. У товстому ТВЕЛі швидкий нейтрон проходить більший шлях, ніж в тонкому, отже, і коефіцієнт розмноження на швидких нейтронах у першому випадку більший, ніж у другому. Якщо крок сітки a набагато перевищує довжину розсіювання швидкого нейтрона у сповільнювачі , то більшість швидких нейтронів потрапляє в інший ТВЕЛ, сповільнившись до енергій En<1,0 Мев. Тому коефіцієнт μ для сіток з кроком визначається тільки розмірами і складом ТВЕЛа. Наприклад, для стрижнів з природного урану радіусом R см
- μ ≈ 1 + 1,75× 10−2R.
У (водо-водяних) реакторах ТВЕЛи утворюють тісну решітку (). Таким розташуванням ТВЕЛів зменшують поглинання теплових нейтронів у воді. У тісних решітках нейтрони ділення встигають пройти кілька ТВЕЛів до сповільнення нижче порогової енергії ділення 238U. Найбільш високий коефіцієнт розмноження на швидких нейтронах у (ВВЕР). Для відношення ядер водню і 238U NH/N8>3 коефіцієнт розмноження на швидких нейтронах розраховують за наближеною формулою:
- μ ≈ 1 + 0,22(N8/NH).
Розрахуємо коефіцієнт розмноження на швидких нейтронах:
- Для (уран-графітової) решітки з а=14 см і діаметром стрижня з природного урану 3 см. Довжина розсіювання в графіті λS=2,5 див. Тому крок уран-графітового решітки . Отже,
- для (ВВЕР) з NH/N8=5. Коефіцієнт μ для ВВЕР σ=1+0,22·0,2=1,044.
Див. також
- (Коефіцієнт розмноження нейтронів)
Література
- Климов А. Н. Ядерная физика и ядерные реакторы. М. Атомиздат, 1971.
- Левин В. Е. Ядерная физика и ядерные реакторы. 4-е изд. — М.: Атомиздат, 1979.
- Петунин В. П. Теплоэнергетика ядерных установок. М.: Атомиздат, 1960.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет