ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Накопление и распад продуктов деления в реакторе с утечкой нейтронов и непрерывной переработкой топлива из "Химическая технология ядерных материалов" Начнем с вывода общего дифференциального уравнения для изменения со временем числа атомов Мг изотопа с атомным номером Z и массовым числом А. [c.55] Рассмотрим реактор, содержащий Мf делящихся атомов и работающий при постоянной мощности в этом случае скорость деления также будет постоянна. Предполагается, что все загруженное топливо в реакторе облучается потоком нейтронов средней величины Ф и происходит непрерывное удаление отдельных осколков. [c.55] На рис. 2. 14 схематически изображены три способа получения продуктов деления в реакторе и три способа удаления их из реактора. [c.55] Здесь предполагается, что поглощенные изотопом (Z, А — 1) нейтроны приводят к реакции ( , т) с образованием другого изотопа (Z, А). [c.56] В более общем случае получается система линейных дифференциальных уравнений вида (2. 68). [c.57] Поскольку всех этих уравнений (соответственно числу различных изотопов) очень много, общее решение их будет чрезвычайно сложным. Однако в большинстве случаев для практических целей ограничиваются несколькими уравнениями, пренебрегая очень малыми скоростями образования и удаления (очень большие скорости полагают мгновенными). [c.57] Решение при таких условиях может быть получено из небольшого числа уравнений. [c.57] Если убыль изотопа происходит только за счет радиоактивного распада, то величина р, (скорость удаления) в знаменателе уравнения (2. 78) будет равна А и выражение для атомной концентрации в равновесном состоянии получается идентичным уравнению (2.19). Следовательно, равновесное количество для осколка будет меньше, если он исчезнет при захвате нейтронов и не удаляется при химической очистке горючего. [c.58] Если реактор со свежим топливом запускается в момент / = О и не содержит продуктов деления, то N1, N2 и N3 равны нулю. [c.58] Из табл. 2. 7 видно, что для массы 135 полный выход при делении равен 0,064. Фактически эта величина складывается из осколков Л и Теа с выходом 0,062 и Хе , прямой выход которого равен 0,002. Сводка ядерных характеристик изотопов этой цепочки приводится в табл. 2. 8. [c.59] Изотопы Период X 9 (2200 м/сек), барны Прямой выход от деления. [c.59] Так как удаление ксенона заметно влияет на Величину коэффициента отравления в стационарном состоянии, то для увеличения знаменателя (Ххе + Ф хе + /хе) в уравнении (2. 85) скорость удаления /хе должна быть достаточно большой. Например, для потока нейтронов в 10 нейтр1см сек скорость удаления, необходимая для уменьшения в два раза коэффициента отравления ксеноном, равна 4,79-10 в секунду, или 4,13 вдень. Это означает, что необходимо производить обработку, по эффективности равноценную полному удалению ксенона из всего реактора, 4,13 раза в день. [c.61] Из вышеизложенного видно, что при непрерывной переработке топлива, проводимой для уменьшения количества определенного продукта деления, часть [ , удаляемая в единицу времени, должна быть по крайней мере величиной того же порядка, что и другие постоянные убывания — Х, и Фо,. Следовательно, для поддержания стационарной концентрации изотопов с малым периодом полураспада и малым поперечным сечением достаточны очень небольшие скороста удаления. Когда периоды полураспада и поперечные сечения (порознь или вместе) становятся большими, необходимо увеличить скорости удаления. [c.61] Кривые даны для потоков 1 10 , 1 10 и 3- нейтр1см сек. Видно, что стационарный коэффициент отравления растет с увеличением потока. Заметно также, что коэффициент отравления увеличивается после остановки реактора, для потоков в 10 нейтр1см сек и выше нарастание весьма значительно. [c.64] Этот рост вызывается внезапным уменьшением общей скорости вывода ксенона после остановки реактора, так как образование ксенона из его основного источника — уменьшается очень медленно со временем в соответствии с распадом йода. Для небольших нейтронных потоков (Ф нейтр1см сек нарастание ксенона после выключения реактора значительно меньше, так как выгорание его при работе реактора относительно невелико по сравнению с радиоактивным распадом. [c.64] Ф (Е1Е ) — распределение нейтронного потока, соответствующее отношению энергии нейтрона Е/Ед. [c.65] Вернуться к основной статье