Выгорание ядерного топлива. Классификация ядерных реакторов. Принципиальная схема ядерного энергетического реактора. Термоядерные реакторы. Теплообменный аппарат ядерных энергетических установок, страница 17


Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.

Некоторые из тяжелых ядер (уран, торий, радий) могут распадаться с образованием новых ядер и выделением α-частиц, электронов и γ- лучей. Это свойство называется естественной радиоактивностью.

Искусственные ядерные превращения путем облучения элементов протонами, нейтронами, ядрами дейтерия, гелия, ядрами тяжелых элементов, а так же  -лучами. Это наз. искусственной радиоактивностью. Превращение ядер при искусственной радиоактивности наз. ядерной реакцией.

Изменение числа радиоактивных ядер (Закон радиоактивного распада):

;

где:

No-число ядер в момент времени t=0.

N-оставшееся число ядер в момент времени t.

Т1/2-период полураспада - интервал времени, в течении которого распадается половина ядер.

 λ-постоянная распада (вероятность распада одного ядра за одну секунду) (время за которое N уменьшается в раз.

Среднее время жизни ядра


35 Коэффициенты неравномерности энерговыделения.

Наряду с макронеравномерностью, обусловленной утечкой нейтро­нов с периферии, нмеют место микронеравномерности, связанные с ге­терогенной структурой активной зоны. Это присуще прежде всего ре­акторам на тепловых нейтронах, в которых сечение поглощения раз­личных материалов могут различаться на много порядков. Локальные неравномерности энергораспределення особенно заметно проявляются в реакторах с водным теплоносителем, так как обычная вода — хороший замедлитель, в котором нейтрон имеет чрезвычайно малый про­бег в процессе замедления. Так, в реакторах типа ВВЭР, где вода вы­полняет роль одновременно замедлителя и теплоносителя, важно обес­печить равномерное распределение воды по сечению активной зоны. Однако за счет зазоров между корпусами ТВС периферийные твэлы на­ходятся в более тяжелых условиях по сравнению с центральными, так как на их долю приходится больший объем воды по сравнению со сред­ним. Более того, имеется неравномерность и среди крайних твэлов. Это происходит за счет заметного всплеска плотности потока тепловых ней­тронов в зазорах между корпусами ТВС (рис. Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует..1). В реакторах РБМК. наряду с радиальной неравномерностью имеется всплеск нейтронов на стыке двух ТВС, подвешенных в канале одна над другой (рис. Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует..2), которые стремятся уменьшить за счет усовершенствования конструк­ции, а также путем уменьшения обогащения топлива в торцевых таб­летках. Тем не менее неравномерность тепловыделения в пределах тех­нологического канала или ТВС сохраняется и в расчетной практике учитывается соответствующим коэффициентом неравномерности, ко­торый на современном этапе принимается равным около 15%, т. е. Kк = 1,15.

Заметная локальная неравномерность обусловлена также неточно­стью изготовления отдельных узлов активной зоны и прежде всего неидентичностью отдельных твэлов и ТВС в целом. Так, реальные размеры твэлов отличаются от номинальных в пределах допусков. При отклонении, например, диаметра или толщины топливного сер­дечника в большую сторону в нем увеличивается количество делящего­ся нуклида, что приводит к отклонению локального энерговыделения и теплового потока. Это особенно характерно для пластинчатых и кольцевых твэлов. К тому же эффекту приводят отклонения от номи­нальных значений обогащения по делящемуся нуклиду, а для керами­ческого топлива—еще и плотности таблеток. Для стержневых твэлов отклонения локальных тепловых потоков могут быть обусловлены эксцентриситетом топливного сердечника относительно цилиндрической оболочки (рис. Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует..3). Особенно велики они могут быть в твэлах с газовым зазором между сердечником и оболочкой. Эксцентриситет в распределении локальных тепловых потоков может быть вызван и разной толщиной стенок самих оболочек.