Імовірність уникнути резонансного захоплення в процесі уповільнення j - студопедія

У реакторах на теплових нейтронах основним резонансним поглиначем замедляющихся нейтронів є 238 U, у якого мікроскопічне перетин поглинання має багато резонансних піків. У середовищі, що складається з сповільнювач і 238 U, ймовірність уникнути резонансного поглинання нейтрона визначається двома процесами: поглинанням ядрами 238 U нейтронів резонансних енергій і розсіюванням нейтронів резонансних енергій на ядрах сповільнювача, яке зберігає нейтрони в середовищі, так як виводить їх з області резонансних енергій. Перший процес характеризується ефективним макроскопічними перетином поглинання 238 U. Оскільки резонансна область покриває великий діапазон енергій, то перетин поглинання в ній замінюється резонансним інтегралом по цій області. У всьому обсязі, займаному паливом:

I 8 а, еф - ефективний резонансний інтеграл, що характеризує ймовірність поглинання замедляющихся нейтронів в резонансному діапазоні енергій, він має сенс ефективного мікроскопічного перетину поглинання. Ефективний резонансний інтеграл залежить від температури середовища і від гетерогенного розміщення палива. Він є узагальненням т.зв. «Нескінченного резонансного інтеграла» урану-238 I 8 а, ¥. який за визначенням не залежить від температури і гетерогенності середовища, він визначений для кімнатної температури і нескінченного розведення палива сповільнювачем на спектрі Фермі I U 8 а, ¥ = òsa U (E) * dE / E і дорівнює I 8 а, ¥ = 270 барн.

Другий процес визначається уповільнює здатністю сповільнювач Vзамrзам (xs) зам s у всьому обсязі Vзам. займаному сповільнювачем.

Імовірність уникнути резонансного захоплення в процесі уповільнення представляється у вигляді:

У гомогенної активній зоні паливо і сповільнювач займають весь обсяг активної зони, тобто Vзам = Vu = V і y = N8 Iеф / (Nзам (xs) зам s). Значення I 8 a, еф залежить від концентрації 238 U і взаємного розташування палива і сповільнювач.

При однаковому складі матеріалів в активній зоні (однакове ставлення чисел атомів сповільнювача і урану в активній зоні) ймовірність уникнути резонансного захоплення буде істотно більше в гетерогенної активній зоні, ніж в гомогенної. Це пояснюється наступними причинами: по-перше, в гетерогенної активній зоні велика частина нейтронів, сповільняться в сповільнювачі, проходить резонансну область енергій далеко від ядер 238 U і, природно, майже не поглинається ними; по-друге, в гетерогенної активній зоні має місце значна самоекраніровка палива. Резонансні нейтрони, потрапляючи на поверхню твелів, практично повністю поглинаються в тонкому поверхневому шарі і не доходять до ядер 238 U, розташованих усередині твела.

Вплив властивостей сповільнювач на значення y проявляється через замедляющую способностьxSs. З (4.7) випливає, що чим більше величина xSs, тобто чим інтенсивніше нейтрони виводяться з резонансної області, тим більша ймовірність уникнути резонансного захоплення.

Схожі статті