|
Навигация |
|
|
|
Журнал |
|
|
|
Атомные Блоги |
|
|
|
PRo IT |
|
|
|
Подписка |
|
|
|
Задать вопрос |
|
|
|
Наши партнеры |
|
|
|
PRo-движение |
|
|
|
PRo Погоду |
|
|
|
Сотрудничество |
|
|
|
Время и Судьбы |
|
|
| |
Re: Дежурный по сайту (Всего: 0) от на 03/05/2020
Сделаем оценку критического объёма графитового реактора ЯРД и критической массы плутония-239. Для простоты задачи рассмотрим не ЯРД с оболочками из вольфрама-184 или другого высокотемпературного материала, а только графит равномерно смешанный с плутонием без каналов для протока водорода. Коэффициент размножения нейтронов в таком реакторе приравняем к единице.
K = K(00)*[1/(L*B)^2]*exp(-tau*B^2) В данном уравнении: K(00) = коэффициент размножения бесконечной размножающей среды; [1/(L*B)^2] = коэффициент избежания утечки термализованными максвелловскими нейтронами; exp(-tau*B^2) = коэффициент избежания утечки быстрыми замедляющимися нейтронами то есть спектром Ферми B^2 = геометрический параметр из одногрупповой теории реакторов L = длина диффузии нейтронов в размножающей среде tau = возраст нейтронов в графите /в квадратных сантиметрах/.
Коэффициент размножения бесконечной размножающей среды K(00) найдём из "формулы четырёх сомножителей". В данном случае коэффициент размножения на быстрых нейтронах и коэффициент избежания резонансного захвата будут по определению равны единице. Коэффициент теплового использования тоже считаем единицей, так как при концентрации плутония-239 1 килограмм на тонну графита ядра С12 дают 3,4 барна сечения захвата на 2730 барн сечения абсорбции ядра плутония-239 в 25-й группе БНАБ.
Возраст нейтронов в графите обычно считают 350 квадратных сантиметров. В случае ЯРД плотность графита окажется меньше обычных 1,6 кг на литр, вместе с тем и замедление нейтронов требуется до летаргии 15,7 вместо обычного значения 18,2. В первом приближении считаем тау графита 350 квадратных сантиметров.
Квадрат длины диффузии для чистого графита 3200 квадратных сантиметров. Когда графит нагружен делящимся материалом, плутонием-239 в количестве 1,22 килограмма на тонну, L^2 = 65 см2.
Коэффициент размножения плутония-239 'eta' на нейтронах энергии нижнего резонанса 0,3 эВ с учётом влияния верхних поглощающих резонансов возьмём равной 1,7.
Считая в первом приближении для ровного счёта пи в квадрате десяткой, получается уравнение:
K = 1,7*[ 1 + (650/R^2)]*exp[-3500/(R^2)]
где R - в сантиметрах.
Решив это уравнение в программной среде Maple либо построив график получившейся функции, обнаруживаем что коэффициент размножения реактора K=1 при значении радиуса сферы R = 90 сантиметров.
Масса графита 4885 килограмм, масса плутония 5,9 килограмм. При выжигании 20% загруженного плутония в реакторе с ненамного большей критической загрузкой /для запаса реактивности на выгорание и других факторов/, данному реактору соответствует бак с водородом массой 1300 тонн. - Дежурный по сайту.
|
|
|