Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Белл Д. -> "Теория ядерных реакторов" -> 168

Теория ядерных реакторов - Белл Д.

Белл Д. Теория ядерных реакторов — Москва, 1974. — 494 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyayadernihreaktivov1974.djvu
Предыдущая << 1 .. 162 163 164 165 166 167 < 168 > 169 170 171 172 173 174 .. 264 >> Следующая


322
из-за того, что системы резонансных уровней с различными квантовыми числами (спином и четностью) являются независимыми. Следовательно, резонансы, принадлежащие различным системам, могут перекрываться (см. разд. 8.2.3).

При изучении энергетической зависимости потока нейтронов в резонансной области необходимо рассматривать поглощение в комбинации перекрывающихся резонансных уровней, а не в одном резонансе. На практике влияние случайных перекрываний резонансных уровней на реактивность и температурный коэффициент реактивности обычно невелико [26], тем не менее иногда, например в энергетической области вблизи 20 эв для вольфрама, это явление значительно [27].

Эффект перекрывания уровней из-за доплеровского уширения более важен, чем рассмотренный выше. Согласно приведенному ранее определению, допле-ровская ширина А возрастает с температурой T и энергией резонанса E0. Для достаточно высокой температуры и энергии резонанса доплеровская ширина становится сравнимой с расстоянием между резонансами, имеющими одинаковые квантовые числа (см. разд. 8.3.9). Соседние резонансы, принадлежащие одной системе уровней, будут в этом случае перекрываться при высоких температурах или высоких.энергиях резонансов (или при том и другом одновременно).

В уране-235, например, среднее расстояние между s-резонансами равно ~ 1 эв. При температуре около 700° К, т. е. при кТ = 0,06 эв и E0 = 1 кэв, значение А равно приблизительно 1 эв', для E0 = 10 кэв при той же самой температуре значение А равно примерно 3 эв. Следовательно, при энергии нейтронов ~ 1 кэв (или выше) s-резонансы урана-235 будут обнаруживать сильное перекрывание в результате доплеровского уширения.

Для урана-238 среднее расстояние между s-резонансами равно ~ 20 эв (см. табл. 8.1), но доплеровские ширины имеют те же значения, что и для урана-235. Следовательно, для урана-238 перекрывание s-резонансов не будет иметь большого значения до тех пор, пока энергия нейтронов не станет выше 100 кэв. Необходимо отметить, что для урана-238 очень важны р-резонансы. Расстояние между последовательными резонансами этого типа примерно втрое меньше, чем для s-резонансов [28]. Таким образом, при низких энергиях становится существенным перекрывание соседних р-резонансов. При энергиях ~40 кэв расстояние между этими резонансами примерно равно доплеровской ширине.

Теория сильно перекрывающихся резонансов рассматривается в разд. 8.3.9. В быстрых реакторах также имеет место некоторое перекрывание, и этот вопрос специально изучен [29].

Наконец, существует проблема, связанная с тем, что в некоторых случаях формула Брейта — Вигнера для изолированного резонанса становится неприменимой [30]. Это происходит, когда нормальное расстояние между резонансами в одной системе невелико по сравнению с ширинами уровней Г. При этих условиях соседние резонансы не дают независимых вкладов в полное поглощение, а интерферируют друг с другом. К сожалению, такие эффекты интер-ференцни проявляются в сечениях деления урана-233, урана-235, плутония-239 и плутония-241 [31]. Эффекты интерференции такого типа менее важны для (п, 7)-реакций делящихся изотопов и сырьевых изотопов (тория-232 и урана-238) [32]. При наличии интерференции соседних резонансов даже в случае умеренных температур и низких энергий нейтронов приходится сталкиваться с различными трудностями. В частности, в настоящее время невозможно вывести из измеренных сечений делящихся изотопов единственную систему имеющих физический смысл резонансных параметров, которые можно было бы экстраполировать на область неразрешенных резонансов (см. разд. 8.2.2) [33].

Для энергетической области, в которой резонансы в делящихся веществах экспериментально разрешены, а именно при энергиях ниже 50 эв, имеются различные практические пути решения этой проблемы. Можно, например, представить сечения в виде суммы одноуровневых резонансов Брейта — Вигнера. Независ имо от того, представляют эти резонансы состояния составного ядра

323
Сечение, барн

или нет, их можно использовать в качестве основы при проведении расчетов доплеровского уширения.

Более удовлетворительный подход, однако, основан на предположении, что даже в случае, когда важны эффекты интерференции, сечения можно выразить в виде суммы несимметричных квазирезонансов [34]. Таким образом, сечения реакции (без доплеровского уширения) и полные сечения для покоящихся .ядер можно представить в виде

г «ті „ Г( Gix + (?j — E)Hix

о,(?)--|г У ^-------------------і-----------------------; (8.30)

Vf-Tj (?_?|)S+_r?

I

r 9 T[Git + (Ei — E) Ha

(E) = -Szr 2j ------------------j--+ Onoreiu, (8.31)

Ve (?_?l)S+-Lr?

а сечения рассеяния даются разностями между полным сечением и суммарным-сечением реакций:

Os(E) = Ot-

X

В этих выражениях С — постоянная; Ei — энергия і-го квазирезонанса и Г, — его ширина; Git, Hix и Hlt — не зависящие от энергии параметры, выбранные таким образом, чтобы получить согласие с экспериментальными данными.

Были предложены и другие методы представления экспериментальных сечений [35], но описанная выше процедура имеет то преимущество, что доплеровское уширение можно получить, используя функции 1F (С, У) И % (С, У), рассмотренные в предыдущем разделе. Например, для доплеровского уширения, обусловленного максвелловским распределением ядер по скоростям, получено
Предыдущая << 1 .. 162 163 164 165 166 167 < 168 > 169 170 171 172 173 174 .. 264 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed