Большая техническая энциклопедия
2 7
A V W
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
УБ УГ УД УЗ УК УЛ УМ УН УО УП УР УС УТ УЧ УЯ

Условие - критичность

 
Условие критичности для этой системы получается в результате применения условия ( 3) в (11.2) на границе.
Упрощение анализа условий критичности может быть достигнуто уменьшением порядка системы уравнений модели, в частности принятием дальнейших допущений о тепловом состоянии фаз двухфазного потока. Применительно к рассматриваемой модели двухфазного потока предварительный анализ показал, что допущение о термической равновесности двухфазного потока лучше соответствует опытным данным, чем предположение о замороженности фаз.
При выполнении условия критичности в каком-либо сечении канала со спутным движением фаз двухфазного потока уравнение (4.61) решается уже по полунеявной конечной разностной схеме совместно с уравнениями импульса для фаз в сечении.
Уравнение (8.119) выражает условие критичности для реактора в стационарном состоянии. Таким образом, при данных свойствах отражателя уравнение (8.119) определяет критическую концентрацию горючего или размер активной зоны.
Полученное соотношение является условием критичности для бесконечного гомогенного реактора, в котором использовалось асимптотическое решение для плотности замедления и понятие тепловой группы.
Критическая концентрация и загрузка горючего в сфе. Это соотношение и есть условие критичности.
Определим это соотношение как условие критичности и рассмотрим вкратце наиболее важные моменты.
Бесконечный плоский реактор. Совместное их решение определяет условие критичности для плоского реактора.
Более сложен процесс выявления условий критичности, если система основных дифференциальных уравнений математической модели двухфазного потока записана в балансной форме и тем более если возможна потеря гиперболичности системы уравнений.
На заводе по переработке горючего условия критичности для естественного урана не достигаются. Но для обогащенного урана, U233 и плутония в процессе переработки могут возникнуть критичные условия, если не принимать специальных мер предосторожности. Критичные условия могут возникнуть и на газодиффузионных заиодах при химической переработке обогащенного UF6 до окиси или металла, при изготовлении твэлов, их хранении и транспортировке.
Это выражение можно рассматривать как условие критичности для реактора с отражателем в двугрупповом приближении, поскольку оно содержит групповые константы и размеры реактора. Как обычно, приведенное выражение позволяет при заданной концентрации горючего найти размеры активной зоны и наоборот.
Ближайшая задача заключается в получении условия критичности, соответствующего соотношениям (8.207) и (8.208) нейтронного баланса. Для этого необходимо добавочное выражение для i 0 ( r), которое можно было бы использовать, чтобы исключить интегралы из уравнений баланса.
Этот результат в действительности и является условием критичности, так как если заданы любые три из четырех основных параметров ( т, величина шага решетки, размер стержня и материал реактора), то уравнение (10.258) дает четвертую величину, при значении которой система становится критической.

Общие решения (11.72) и (11.73) применим для вывода условий критичности в случае эксцентрично расположенного сплошного регулирующего стержня.
Несмотря на подобие методов, использованных раньше для получения условий критичности, вычислительная процедура в данном случае несколько иная.
Интересно отметить, что этот результат по форме идентичен условию критичности для реактора без отражателя, которое выведено ранее стандартным двугрупповым методом, изложенным в § 8.46 [ ср.
Ур авнение (3.6) является одним из классических условий, называемым условием критичности, для однородного бесконечного реактора; реактор, который отвечает такому условию, называют критическим.
Гомогенная система из естественного урана и графита ( оа ( м 0 0045 барн, ffs ( M48 барк. При расчетах систем на естественном уране каждый из множителей в условии критичности должен быть определен с хорошей степенью точности, так как для этих систем, даже с наиболее благоприятным расположением горючего и замедлителя, коэффициент размножения превышает единицу всего на несколько процентов.
А - определитель ( 2N 1) - го порядка, есть условие критичности реактора.
В этом случае необходим специальный характеристический анализ, направленный именно на получение условий критичности потока.
Условие (4.140) накладывает определенные требования на ядерные характеристики размножающей среды; называют его условием критичности.
Распределение потока около регулирующего стержня, содержащего замедляющее вещество. Это приближение можно проверить, сравнив его с соотношением (11.36) или (11.38), являющимися условием критичности для реактора со сплошным стержнем и нулевой плотностью потока быстрых нейтронов на его поверхности. Сравнение легко проводится для условия ( в случае тонких стержней) Ъ-0. Как и следовало ожидать, уравнение (11.38) сводится к (11.54), так как для очень маленьких трубок, наполненных замедлителем, влияние замедлителя па сток быстрых нейтронов становится пренебрежимо малым и трубка действует подобно сплошному стержню.
Таким образом, собственные числа vn и Вп связаны соотношением, которое по форме идентично условию критичности в односкоростном приближении. Некоторые замечания, касающиеся этого, перечислим вместе с другими свойствами собственных значений и собственных функций.
Отсюда, исключив А и Л / с помощью соответственно выражений (8.346) и (8.347), можно получить условие критичности.
Сравнение распределений потоков в активной зоне и в отражателе для сферического реактора в случае одно - ( а и двугрупповой ( б моделей. Некоторое представление об ошибках, возникающих в условиях критичности системы и связанных с пренебрежением внутри утечки быстрых нейтронов из реактора, может быть получено из сравнения результатов расчетов по двугрупповой модели и одно-групповой ( односкоростной) модели.

Поскольку в реакторном горючем происходит ядерная ценная реакция, естественно предположить, что то же может случиться и на заводе по переработке горючего. Хотя ядерный взрыв на радиохимических заводах маловероятен, в случае достижения условий критичности ядерного горючего может произойти заражение окружающей среды. Поэтому на предотвращение подобных инцидентов должно быть обращено серьезное внимание.
Коэффициенты 9ln, 33n, ЗЛП и 9ln являются произвольными постоянными, подлежащими определению по граничным условиям на внешней поверхности реактора, а также на границе раздела стержень - активная зона. Применение этих условий, так же как и в предыдущем параграфе, дает условие критичности для реактора с полностью введенным в него стержнем.
Результаты, полученные из возрастной теории Ферми для распределения потока тепловых нейтронов и условий критичности, полезны в качестве первого приближения при расчете реактора, однако они не дают точных значений критической массы для реального реактора. Их ценность прежде всего в том, что, несмотря на упрощения при их получении, они вполне надежны. Во многих случаях эти результаты оказываются вполне достаточными, чтобы указать примерные пропорции и другие важные величины для выбранной геометрии. Понятно, что получение более точных данных требует и более точной теории, и более точных методов, таких, например, как многогрупповые методы ( см. гл.
На практике безопасность работы гарантируется ограничением определенных эмпирическим путем значений концентрации, количества делящегося материала или размеров аппаратов. В табл. 11.1 приведены наиболее достоверные в настоящее время значения некоторых минимальных по условиям критичности размеров для трех важнеййих делящихся продуктов в водном растворе и в металлическом состоянии. Наряду с этими критическими параметрами в таблице приведены Соответствующие максимальные параметры, рекомендуемые при проектировании заводской аппаратуры и технологических операций. Безопасность гарантируется при условии независимого выполнения этих параметров. Изменения изотопного состава в пределах 5 % не сказываются на приведенных параметрах.
Функции фi ( г) можно разложить по какой-нибудь полной системе нормированных функций, ортогональных на всей области изменения г, включая активную зону и отражатель; тогда подстановка этих разложений в уравнения (8.371) с последующим использованием свойства ортогональности дает линейную систему одновременных уравнений относительно коэффициентов соответствующих разложений, которую можно решить алгебраически. Кроме того, в сочетании с условиями сшивки на границе раздела между активной зоной и отражателем эти результаты позволяют получить условие критичности.
Вектор положения стержня горючего. Компоненты вектора X и ц обозначают координаты любых двух стержней горючего в системе конечных размеров, отсчитанные от некоторой произвольной точки. Решение этой системы существует, если детерминант равен нулю. Приравнивая детерминант нулю, получим характеристическое уравнение, решение которого дает условие критичности. Как и в случае бесконечной решетки, в это уравнение входят все четыре основных параметра.
Метод Фейнберга - Галанина позволяет непосредственно оценить коэффициент размножения системы как некоторую интегральную величину. В этом так называемом гетерогенном методе решетка из стержней горючего изображается как набор дискретных линий ( или точек) нейтронных источников и стоков. При этом может быть написана система уравнений нейтронного баланса, из решения которой можно получить условие критичности для реактора.
Имеются также и недостатки. Иногда наблюдается выделение газа благодаря химической реакции с сильными кислотами; или с продуктами коррозии, или непосредственно как результат бомбардировки ct - частицами. Это приводит к образованию каналов в слое смолы с уменьшением эффективности колонки. При очистке делящихся материалов условия критичности ставят пределы размерам колонок для смолы и степени концентрации делящегося материала, так как смолы, обладающие высоким содержанием угля и водорода, являются замедлителями нейтронов.
Для предупреждения цепной ядерной реакции достаточное количество нейтронов должно теряться либо за счет утечки, либо за счет поглощения, не сопровождающегося делением. Поэтому расчет аппаратуры на условия Критичности ведут аналогично расчету реакторов, но при этом задаются противоположной целью. Расчет ведут таким образом, чтобы была гарантия того, что потери нейтронов за счет поглощения, не сопровождающегося делением, или вследствие утечки будут достаточны для избежания возникновения цепной реакции. При решении проблем контроля за условиями критичности иногда приходится пользоваться расчетами, основанными на теории реактора, но чаще предельные критические условия определяются эмпирическим путем.
Независимо от метода концентрирования делящегося материала, необходимо учесть новый технический фактор - ядерную безопасность. Понятие ядерная безопасность можно определить, как предотвращение возможности создания таких условий, которые могут привести к нежелательному состоянию критичности или сверхкритичности. Критическое состояние существует тогда, когда в результате деления внутри системы в каждом последующем поколении нейтронов образуется равное число нейтронов. Наименьшая масса делящегося изотопа, которая при оптимальных условиях отвечает условиям критичности, известна как минимальная критическая масса. Если концентрация собственных нейтронов системы падает со временем, то такая система является докритической.
Поучительно применить к этой задаче методы, развитые в гл. Для каждой точки ( X, Y) внутри круга мы имеем однопараметрическое семейство путей, параметризованное высотой у. Очевидно, не тот, что показан на рисунке. Немного подумав, легко понять, что любой однократно отраженный путь от D к ( X, Y) должен удовлетворять условию критичности.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11