Выгорание ядерного топлива. Классификация ядерных реакторов. Принципиальная схема ядерного энергетического реактора. Термоядерные реакторы. Теплообменный аппарат ядерных энергетических установок, страница 37

Перегрузка топлива в тяжеловодных реакторах канального тина может осуществляться на мощности без остановки реактора с помощью PЗM. причем в реакторах с горизонтальным расположением каналов используют две РЗМ, расположенные с обеих сторон реактора, которые могут работать одновременно: с одного конца перегружаемого канала одной машиной извлекается отработавшая TBC, а с другого конца второй машиной загружается новая.

Технологические схемы реакторных установок с тяжеловодными реакторами зависят от вида и состояния теплоносителя. При не кипящем водяном и органическом теплоносителях схемы — двухконтурные с выработкой пара для турбины в парогенераторах. Циркуляция теплоносителя осуществляется по замкнутому первому контуру, состав которого и конструкция оборудования зависят от теплоносителя. Параметры пара и, следовательно, КПД установок также зависят от теплоносителя. В случае использования обычной кипящей воды для отвода тепла из реактора схема — одноконтурная, аналогичная схеме установок с реакторами типа РБМК с прямой подачей на турбину пара, отсепарированного в сепараторах.

Рис. 4, 1. Схемы канальных тяжеловодных реакторов с обычной кипящей (а) и с тяжелой некипящей (б) водой:

1 — бак с тяжеловодным замедлителем (каландр); 2 — технологический капал; 3— сепаратор пара: 4—сборный коллектор; 5— раздаточный коллектор; 6— отверстия для сброса тяжеловодного замедлителя; 7 —газовый зазор; 8 — труба каландра; 9 -циркуляционный насос.


55 Нейтронные сечения U

Hа  рис. 15 и 16 приведены нейтронные сечения одного из важнейших реакторных материалов - 235U. Нa рис. 15 приведено полное сечение и сечение деления. Там же приводится энергетическая зависимость величины α=σсг Следует обратить внимание на то, что при энергиях ниже 0,2 эВ сечение деления спадает круче, чем по закону I/ν (в последнем случае ход сечения деления совпал бы с пунктирной кривой). Причина отличия во влиянии связанного состояния составного ядра - 236U), лежащего на 1,46 эВ ниже энергии связи нейтрона. Резонансная структура сечений урана-235 весьма сложна, резонансы наползают друг на друга своими крыльями: с ростом энергии, по мере увеличения нейтронной ширины, наложение резонансов все усиливается, однако, резонансная структура сечений проявляется у уранa-235 вплоть до 20-30 кэВ, то есть, существенна и выше области разрешенных резонансов (простирающейся в случае 235U примерно до 500 эВ). Структура сечений в интервале 500 эВ - 30 кэВ может быть описана лишь статистически - а терминах средних резонансных параметров.

При высоких энергиях (рис. 16) обращает на себя внимание то, что по мере роста сечения неупругого рассеяния сечение радиационного захвата быстро спадает. В этом проявляется эффект конкуренции различных способов распада составного ядра: возможность возбуждения все новых уровней ядра-мишени -239U при неупругом рассеянии снижает вероятность радиационною захвата. Составное ядро - 236U не успевает испустить гамма-квант, так как еще прежде этого "разряжается" путем испускания нейтрона (или деления). В сечении деления резкого слада не наблюдается, так как эффект конкуренции компенсируется появлением новых каналов деления. Резкий подъем сечения при 6 МэВ обусловлен появлением нового процесса - реакции (n, n'f). В этом случае делится не составное ядро - 236U, а 235U, образовавшийся после неупругого рассеяния в состоянии, лежащем выше порога деления. На рис. 16 приведено суммарное сечение деления и (n, f), и (n, n'f). Естественно, порог реакции (n, n'f) практически совпадает с порогом реакции (n, 2n).

На рис. 17 и 18 приведены нейтронные сечения урана-238. Рис, 17 охватывает четверть области разрешенных резонансов, но наиболее важную ее часть. Уран-238 является основным поглотителем нейтронов в ядерных реакторах атомных электростанций. и львиная доля поглощений происходит в резонансах, лежащих ниже 200-300 эВ. Кроме полного сечения на этом рисунке, приводится энергетическая зависимость отношения σсг. из которой видно, что низко лежащие резонансы 238U обусловлены, в основном радиационным захватом