Выгорание ядерного топлива. Классификация ядерных реакторов. Принципиальная схема ядерного энергетического реактора. Термоядерные реакторы. Теплообменный аппарат ядерных энергетических установок, страница 8

Нижняя часть направляющих трубок служит демпфером при аварийном сбросе стержней. Малый диаметр водной полости при извлечении стержней позволяет отказаться , от применения. вытеснителей, не только увеличивающих вес стержня, но и требующих дополнительно пространства под активной зоной. Применение пучка тонких стержней позволяет уменьшить габариты реактора.

При создании средств управления большое значение имеет выбор вспомо­гательных элементов конструкции органов регулирования, к которым отно­сятся:

а) элементы, связывающие орган регулирования с исполнительным меха­низмом, обеспечивающим его перемещение (несущие стержни, тросы или цепи для органов регулирования или элементы передач для управляющих барабанов);

б) элементы, обеспечивающие дистанционирование и плавное перемещение органа регулирования в канале (различные направляющие, дистанционирующие ролики и т. д.);

в) элементы, предупреждающие коробление длинных тонких стержней, осо­бенно стержней сложной формы (шарнирные элементы, обеспечивающие секцио­нирование стержней по длине);

г) элементы, обеспечивающие заданные изменения ядерных свойств в кана­ле органа регулирования, например вытеснители.

Вытеснители применяют при достаточно большом поперечном сечении кана­ла органа регулирования, если в канале циркулирует теплоноситель, являющийся одновременно замедлителем. В этом случае извлечение управляющего стержня из канала приводит к существенному увеличению количества замедлителя в канале, что может привести к недопустимому повышению плотности нейтронов в этом канале. Для устранения этого явления стержень поглотитель имеет вытеснитель из слабопоглощающего материала, обладающего теми же замедляю­щими свойствами, что и материал-поглотитель. Форма вытеснителя делается близкой к форме стержня-поглотителя. Вытеснитель жестко связан со стержнем-поглотителем и занимает его место в активной зоне при извлечении последнего.

Рисунок  Регулирующий ор­ган типа «пучок»:

1-регулирующий    стержень;

2-пластины крепления стерж­ней;

3-головка  пучка; 

4-гнездо для соединения под­вески со штоком;

5-поглоти­тель .

19.Ядерные реакции с участием нейтронов.

Реакции под действием нейтронов многочисленны, т.к. для нейтронов не существует потенциального барьера ядра. Нейтрон с любой энергией (от долей эВ до десятков МэВ) свободно проникает в ядро, включая тяжелые.

Реакции можно разделить на:

А) С образованием составного ядра:

1.упругое резонансное рассеивание (n,n)

2.радиационный захват (n, g )

3.неупругое рассеяние (n,n)

4.расщепление с вылетом заряженных частиц (n,p),(n, a )

5.реакции типа (n,2n)

6.деление ядра (n,f)

Б)  Без образования составного ядра – упругое потенциальное рассеяние.

Вид реакции существенно зависит от энергии нейтрона. При малых энергиях – главным образом (n , g  ).По мере увеличения энергии начинает увеличиваться вероятность неупругого рассеяния. При энергиях в несколько МэВ – (n,p), (n,a), (n,2n) .

Малые энергии:

1)  (n, g ) или с гораздо меньшей вероятностью (n,n)

2)  (n,n^») эффективное сечение y  энергии  s=4pR²_яд

Большие энергии:

1)  (n,n^») – энергия нейтрона должна быть не меньше энергии первого возбужденного уровня ядра. Возбужденное ядро возвращается в основное состояние испуская  g-кванты.

2)  (n,p) – за счет избыточной энергии нейтрона, «расходуемой» на преодоление потенциального барьера. При больших энергиях может происходить «откалывание» протона (или  a -частицы) от ядра, т.е. реакция идет не через составное ядро.

3)  (n, a )-  аналогично (n,p)

4)  (n,2n) – если нейтрон имеет большую энергию (10-20 МэВ), то запас энергии возбуждения, остающийся у составного ядра после вылета одного нейтрона оказывается достаточным для вылета второго, третьего и даже четвертого нейтрона

пример: (n,3n)       (20 – 40 МэВ)

Деление тяжелых ядер под действием нейтронов: