Ядерным энергетическим реактором называют аппарат, в котором осуществляется управляемая самоподдерживающаяся цепная реакция деления тяжёлых нуклидов и главным назначением которого является выработка энергии. На рис. Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует..1 показана принципиальная схема ядерного энергетического реактора. Центральной частью реактора, где происходит управляемая цепная реакция деления, является активная зона. Она представляет собой набор технологических каналов 1, каждый из которых окружён замедлителем 2, если это реактор на тепловых нейтронах. В технологических каналах находится ТВС, образующие единую конструкцию из твэлов. В твэлах размещается ядерное топливо и происходит непосредственно реакция деления с выделением теплоты.
Рисунок Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует..1. Принципиальная схема ядерного энергетического реактора.
Отвод теплоты из твэлов осуществляется посредством омывания поверхности оболочек твэлов потоком теплоносителя, который подаётся в технологические каналы. Протекая через технологические каналы, теплоноситель нагревается и уносит теплоту для дальнейшего использования. Движение теплоносителя организуется в специальном контуре циркуляции.
Активная зона энергетических реакторов окружена отражателем нейтронов 3, предназначенным для снижения утечки нейтронов из активной зоны и выравнивания тепловыделения по её объёму. В отражателе происходит замедление и поглощение нейтронов и поглощение g-излучения; поэтому он нагревается. Охлаждается отражатель также циркулирующим через него теплоносителем.
Активная зона, отражатель и другие элементы часто устанавливаются внутри прочного герметичного корпуса 4 (корпусной тип реактора). Между корпусом и отражателем размещается боковой 5 и торцевой 12 тепловые экраны, предохраняющие корпус реактора от чрезмерного облучения потоками нейтронов и g-излучения, которые в свою очередь вызывают местный перегрев корпуса и возникновение в нём местных температурных напряжений.
Управление реактором, поддерживание мощности на заданном уровне, изменение распределения по объёму активной зоны, пуск и остановка, защита при различного рода аварийных ситуациях осуществляются СУЗ. Рабочими органами СУЗ являются подвижные управляющие стержни 6, 7, 8. Они устанавливаются в каналах СУЗ 9 и приводятся в движение приводами СУЗ 10. Каналы СУЗ располагаются в активной зоне или отражателе. В специальных каналах, в толще отражателя или за ним устанавливаются ионизационные камеры 11 (детекторы плотности потока нейтронов).
Весь реактор размещается внутри толстостенного бетонного защитного устройства– первичной биологической защиты 13, которая предназначена для защиты персонала и окружающего реактор пространства от весьма мощных потоков нейтронов, a-, b- и g-излучения. Она обеспечивает снижение потоков излучений до допустимого уровня. Толщина биологической защиты достигает нескольких метров. Между корпусом и биологической защитой часто устанавливают тепловую изоляцию корпуса, предохраняющую бетонную биологическую защиту от перегрева и радиационных повреждений.
Уравнение кинетики с учётом запаздывающих нейтронов
Предположим в реакторе имеется N нейтронов в 1 см3 .При наличии избыточной Δк количество нейтронов N будет увеличиваться. Тогда количество нейтронов в реакторе
,
где 
-время, в течении
которого число нейтронов изменяется в е раз.
L-время жизни одного поколения нейтронов
При делении ядер вместе с мгновенными нейтронами деления генерируются запаздывающие нейтроны, испускаемые при β-распаде некоторых осколков деления.
Количество нейтронов в единицу времени (без учета запаздывающих нейтронов)
Количество запаздывающих нейтронов
Баланс по нейтронам во времени
С учетом запаздывающих нейтронов
,
i- номер группы запаздывающих нейтронов,
Q- источник нейтронов,
λ- постоянная распада ядер предшественников,
C- концентрация ядер предшественников.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.