Физический расчет ядерного реактора
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?да температура нейтронного газа будет равна:
Определим Eгр и Eт:
,
,
Произведем уточнение сечения при температуре нейтронного газа:
Микро- и макросечения для графита:
,
,
,
,
Микро- и макросечение для U235:
,
,
,
,
,
,
Микро- и макросечение для U238:
,
,
,
,
Микро- и макросечения для UO2:
,
,
,
,
,
,
Микро- и макросечения для стали:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
Все подготовленные исходные данные для расчета коэффициента размножения в горячем реакторе сводим в таблицу 2.
Таблица 2 - Исходные данные для расчета коэффициента размножения в горячем реакторе
МатериалAigiNibixSsМикросечение, [барн]Макросечение, [см-1]sasfssstrSaSfSsStrUO227010.22.27510220.06540.02166338.98287.71127.65366.480.2820.2160.3750.65U235235--7.51020--1.012510-4337.641287.71115352.6410.2530.2160.011250.264U238238--2.191022--1.5610-31.342--8.910.2420.029--0.1950.224O1616--4.551022--0.020.00--3.753.600.00--0.1690.162Не40.178510-32.68810180.094------------------Графит121.658.7810220.8380.0660.002--4.754.4660.000174--0.4170.392Сталь--7.95---0.00330.03114.462--38.652.6760.129--0.8841.004Fe56--6.0451022--0.0241.253--11.412.5390.076--0.6890.758Cr52--1.661022--2.310-31.535--3.85.2970.025--0.0630.088Ni59--7.31021--4.310-32.278--17.319.4050.017--0.1260.142Ti48--7.9801020--1.310-42.877--4.06.8372.29610-3--3.210-30.00546Mn55--1.311021--110-46.518--2.18.597 0.00851--2.810-30.011
3.4 Расчет коэффициента размножения для бесконечной среды "горячего" реактора
Коэффициент размножения для бесконечной среды определяется как произведение четырёх сомножителей:
.
Расчёт ?
Т.к. в качестве топлива применяется керамическое топливо, то ? необходимо рассчитать по следующей формуле:
где - число нейтронов, которое испускается при одном акте деления;
Расчёт ?
Так как коэффициент размножения на быстрых нейтронах изменяется не значительно его можно оставить прежним:
.
Расчет ?
Сечения, усредненные по фиктивному блоку, рассчитываются по формуле:
Из справочника находим длину:
,
,
,
,
,
Найдем коэффициент использования тепловых нейтронов
Расчет ?
В энергетических реакторах, как правило, применяются сборки ТВЭЛов, которые состоят из нескольких блоков ядерного горячего. Для ячейки со стержневыми блоками:
?=,
где ??зам, ??ф-замедляющая способность замедлителя и фиктивного блока; зам,Sф - площадь замедлителя и фиктивного блока;- радиус уранового блока;
Кт - температурный коэффициент;- число стержней в пучке;- радиус пучка;
?1- пористость блока по урану-238.
Коэффициент Кт имеет вид:
,
?=,
,
Находим коэффициент размножения для бесконечной среды:
.5 Оптимизация параметров ячейки и расчет эффективного коэффициента размножения для "горячего" реактора
Исходные данные для оптимизации:
Макросечение поглощения в конструкционном материале0.129 [см-1]
Макросечение транспортное в конструкционном материале1.004 [см-1]
Макросечение поглощения в теплоносителе0 [см-1]
Макросечение транспортное в теплоносителе0 [см-1]
Макросечение поглощения замедлителя0.000174 [см-1]
Макросечение транспортное замедлителя0.392 [см-1]
Замедляющая способность замедлителя0.066 [см-1]
Температура горючего (средняя)989.2 [K]
Сечение рассеивания теплоносителя0 [см-1]
Логарифмический декремент теплоносителя0.429
Макросечение поглощения ТВЭл0.282 [см-1]
Макросечение поглощения топлива0.282 [см-1]
Транспортное макросечение ТВЭл0.65 [см-1]
Микросечение поглощения U235337.641 [бн]
Микросечение деления U235287.711 [бн]
Микросечение поглощения U2381.342 [бн]
Обогащение горючего по U2350.033
Пористость блока по U2380.481
Нижнее значение величины шага решетки20 [см]
Верхнее значение величины шага решетки36 [см]
Интервал изменения шага решетки2 [см]
Нижнее значение внешнего радиуса ТВЭл0.6 [см]
Верхнее значение внешнего радиуса ТВЭл1.4 [см]
Интервал изменения радиуса ТВЭл0.1 [см]
Площадь дополнительных материалов в ТК0 [см2]
Число ТВЭл в сборке7
Радиус пучка ТВЭл3.175 [см]
Толщина внешней оболочки ТВЭл0.03 [см]
Толщина внутренней оболочки0 [см]
Внутренний радиус ТВЭл по горючему0 [см]
Внешний радиус трубы ТК5 [см]
Толщина трубы ТК0 [см]
Проведя оптимизацию, были получены следующие параметры ячейки:
Коэффициент размножения для бесконечной среды (k)1.3808
Коэффициент экранировки блока горючего (F)1.2807
3.6 Расчёт эффективного коэффициента размножения горячего реактора
Расчет возраста нейтронов в решетке для "горячего" реактора:
Расчет длины диффузии для замедлителя:
.
Расчет квадрата длины диффузии для решетки:
,
Где - квадрат длины диффузии в замедлителе,
- обратная величина коэффициента экранировки.
Транспортное макросечение в фиктивном блоке:
,
Длина миграции в отражателе:
,
Толщина отражателя: ,
Эффективная добавка за счет отражателя для уран-графитовых реакторов:
Геометрический параметр для цилиндрического реактора:
,(3.6)
где ,
,
Тогда
,
Найденные значения подставляем в формулу для эффективного коэффициента размножения:
Тогда температурный коэффициент реактивности будет равен:
.
4. Многогрупповой расчет, спектр и ценности нейтронов в активной зоне
С