Материал: Нейтронно-физический расчет реактора на тепловых нейтронах
Тnгаза = 400 К
Макросечения для воды
Для воды вышеуказанные формулы
непригодны для расчетов из-за сильной химической связи между атомами водорода и
кислорода в молекуле, поэтому берем экспериментально измеренные значения:
|
|
|
|
|
|
|
|
Микро- и макросечения для U235
Из таблицы “Функции отклонения от
закона 1/v2 для U235” : 
бн;
бн
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Микро- и макросечения для U238
|
|
|
|
|
|
|
|
Микро- и макросечения для азота
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Микро- и макросечения для UN
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Микро- и макросечения для сплаваZr+Nb
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Микро- и макросечения для замедлителя
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Доли материалов в ячейке
Площадь конструкционных материалов определяется
по формуле:
Где: 
- внешний радиус ТВС, 
- внутренний
радиус ТВС, 
- внешний
радиус ТВЭЛ,
- внутренний
радиус ТВС.
Топливная таблетка имеет радиус:
где 0,01 см ‒ зазор между топливной таблеткой и стенкой твэл. Объем зазора необходим для компенсации разности термических расширений сердечника и оболочки. Так же этот объем компенсирует увеличение объема при работе.
Площадь одной топливной таблетки:
Площадь, занимаемая теплоносителем,
приходящаяся на один ТВЭЛ, определяется по формуле:
Площадь, занимаемая замедлителем:
Доли материалов в относительных
единицах:
Доля замедлителя: 
Доля теплоносителя: 
Доля топлива: 
Доля конструкционных материалов: 
Таблица 2 -Данные расчетов
|
Мате-риал |
Ai, г/моль |
gi, г/см3 |
Ni, яд/см3 |
bi, см2 |
xSs, см-1 |
Микросечение, бн |
Макросечение, см-1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
sa |
sf |
ss |
str |
Sa |
Sf |
Ss |
Str |
|
UN |
252 |
12,9 |
3,08 |
0,028 |
4,36 |
499,488 |
422,72 |
33,8 |
532,75 |
0,4555 |
0,2997 |
0,5839 |
1,0242 |
|
U235 |
235 |
-- |
7,09 |
-- |
9,04 |
496,076 |
422,72 |
15,00 |
511,03 |
0,3518 |
0,2997 |
1,06 |
0,3624 |
|
U238 |
238 |
-- |
3,01 |
-- |
2,23 |
2,05 |
-- |
9,00 |
11,025 |
6,18 |
-- |
0,2711 |
0,3321 |
|
N |
14 |
-- |
3,08 |
-- |
4,12 |
1,362 |
-- |
9,8 |
10,695 |
0,042 |
-- |
0,3021 |
0,3297 |
|
H2O |
18 |
1 |
3,35 |
0,034 |
1,35 |
-- |
-- |
-- |
-- |
0,0221 |
-- |
2,67 |
2,31 |
|
Zr |
91 |
-- |
4,14 |
-- |
5,6 |
0,136 |
-- |
6,2 |
6,274 |
5,64 |
-- |
0,2567 |
0,2598 |
|
Nb |
93 |
-- |
8,3 |
-- |
1,15 |
0,832 |
-- |
6,5 |
7,267 |
6,9 |
-- |
5,39 |
6 |
|
Сплав |
-- |
6,4 |
-- |
0,0016 |
5,71 |
0,968 |
-- |
12,7 |
13,541 |
6,33 |
-- |
0,2621 |
0,2658 |
|
C |
12 |
1,75 |
8,78 |
0,9104 |
6,52 |
0,003 |
-- |
4,7 |
4,442 |
2,66 |
-- |
0,4127 |
0,39 |
1022
.4 Расчет коэффициента размножения для
бесконечной среды
Коэффициент размножения для бесконечной среды
определяется как произведение четырёх сомножителей:
,
где η- коэффициент размножения тепловых нейтронов в горючем;
ε - коэффициент размножения на быстрых нейтронах;
φ- вероятность избежать резонансного захвата;
θ- коэффициент использования тепловых нейтронов.
Для расчёта 
вычисляется
каждый сомножитель .
Расчёт η
Так как топливо применяется в виде
сплава, то ηнеобходимо
рассчитать по следующей формуле:
,
= 2,416 - число нейтронов, которое
испускается при одном акте деления;
.
Расчёт ε
При расчёте величины εиспользуем
формулу Батя-Цыганкова:
,
- коэффициент размножения на быстрых
нейтронах для одиночного блока
,
где Р= 0,08 - вероятность того, что
быстрый нейтрон испытывает какое-либостолкновение с ядром U
; 
-пористость
блока по U.
где N08 - число ядер U238 в 1 см3
естественного урана; N8- число ядер U238 в 1 см3 блока.
,
где 
- доля U235 в природном уране;
- плотность
природного урана;
- число
Авогадро;
- атомный
вес U238.
,
= 1,19 - максимально возможное 
.
- отношение числа атомов водорода к
U238 в активной зоне.
,
Расчет θ
Реальная ячейка заменяется эквивалентной ячейкой с одним фиктивным цилиндрическим блоком. Фиктивный блок образуется путем гомогенизации всего содержимого рабочего канала (ядерное горючее, конструкционные материалы, теплоноситель).