Теория ядерных реакторов - Белл Д.
Скачать (прямая ссылка):
— р/р = (I-k)/(kp). (10.35).
435-
-12 -
о Метод площадей а Метод Гарелиса-Расселла д Метод экстраполиро-\ I
данных площадей і *
I -
Такое определение реактивности имеет то преимущество, что k является единственной интегральной характеристикой всей системы и может быть рассчитано многогрупповыми (или другими) методами. Имеется еще ряд аргументов [261 в пользу определения статической реактивности, которая тесно связана с различными экспериментальными величинами, рассмотренными в этом разделе. Ниже приводится сравнение статической реактивности с результатами обработки экспериментов методами, описанными выше.
Эксперименты с импульсным источником нейтронов были выполнены на критической сборке, замедлителем и отражателем в которой служила простая
вода. Реактивность измерялась
- ті—:-----------------------------------------------------------------:-j-1-1-1- тремя методами: а) методом площа-
дей [см. уравнение (10.26)1; б) методом экстраполированных площа-дей [см.уравнение (10.27)1; в) методом Гарелиса — Расселла. Источник нейтронов с энергией 14 Мэе располагался в медианной плоскости сборки на границе активной зоны и отражателя. В трех точках медианной плоскости помещались борные счетчики. Для сопоставления с экспериментальными данными были проведены расчеты пространственной зависимости реактивности для одномерной модели сборки в многогрупповом диффузионном приближении. Результаты расчетов были нормированы на экспериментально полученную постоянную спада мгновенных нейтронов aj,p). Сопоставление расчетных и экспериментальных данных иллюстрируется рис. 10.7 [261. Точки на рисунке соответствуют реактивностям, найденным на основе показаний трех детекторов, а кривые представляют расчетные результаты при а(0р) = 1706 сек -1.
Наблюдается качественное согласие характера поведения экспериментальных и расчетных данных. Основной вклад в количественное расхождение этих данных, вероятно, вносит слишком упрощенная одномерная модель сборки. Неожиданно по методу площадей получаются результаты, наименее зависящие от места расположения детектора. Это, по-видимому, случайный эффект слабого влияния высших собственных функций в конкретной критической сборке.
10.1.6. ДРУГИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ЗАДАЧИ
о
«Сй,
щ-т
Cj о
?
>с
«3 Oj
¦о.
-8 -
-6
О 10 20 30
Радиальная координата детектора см
Рис. 10.7. Экспериментальная и расчетная зависимость реактивности от положения нейтронного детектора [26]:
1 — статическая реактивность; 2 — метод площадей; 3 — метод Гарелиса — Расселла; 4 — метод экстраполированных площадей.
В ряде работ рассматриваются и другие пространственно-временные задачи динамики ядерных реакторов. Следует упомянуть эксперименты с импульсным источником нейтронов [27] и опыты с нейтронными волнами [28], обсужденные в гл. 7 как методы изучения термализационных свойств различных сред. В этих экспериментах не применялись делящиеся материалы, т. е. нет делений и нет запаздывающих нейтронов. Для интерпретации результатов проведенных измерений использовано разложение в ряд по собственным функциям и определены характеристики основной гармоники.
В эксперименте с импульсным источником нейтронов большой интерес представляет нахождение свойств постоянной спада а0 и основной собственной функции периода реактора. Как показано в разд. 7.6.6, по зависимости а„
436
от геометрических параметров системы можно определить такие свойства среды, как длина диффузии тепловых нейтронов и коэффициент диффузионного охлаждения. В эксперименте с нейтронными волнами основная пространственная собственная функция находится для задач с источником, периодически меняющимся во времени. Зная зависимость параметров этой функции от частоты колебаний мощности источника, можно определить длину диффузии тепловых нейтронов и другие свойства системы [29]. Во всех этих экспериментах эффекты высших гармоник должны быть рассмотрены либо для их корректного учета, либо для доказательства возможности пренебречь ими.
10.1.7. КСЕНОНОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ
Хорошо известно, что продукт деления ксенон-135 (период полураспада 9,2 ч) имеет очень большое сечение поглощения тепловых нейтронов, около 3- IO6 барн при температуре 300° К. Непосредственно в процессе деления образуется относительно малое количество этого изотопа. Основным источником накопления ксенона-135 является (3-распад изотопа иод-135 с периодом полураспада 6,7 ч. Иод-135, в свою очередь, является продуктом (3-распада изотопа теллур-135 с периодом полураспада меньше 2 мин. Следовательно, при проведении практических расчетов можно предполагать, что образование ксенона-135 определяется только (3-распадом изотопа иод-135, причем скорость накопления последнего изотопа пропорциональна скорости делений в реакторе.
Кроме известного отравляющего эффекта ксенона-135 в тепловых реакторах с достаточно высоким потоком нейтронов [30] существует возможность возникновения локальных осцилляций мощности в больших реакторах, вызванных действием ксенона-135. Поток нейтронов (или тепловыделение) может в этом случае меняться периодически в пространстве и во времени. Метод разложения по собственным функциям обеспечивает тогда удобный подход к изучению динамики «ксеноновых» колебаний мощности.
