- •1 Введение
- •Новые технологии и общественный риск
- •Физика реактора
- •Деление ядра 236u после захвата нейтрона ядром u235. Возникающая при этом деформация приводит к разрыву ядра
- •Спектр нейтронов деления
- •Три способа осуществить сцр:
- •Выделение энергии при цепной реакции деления При одном акте деления выделяется около 200 МэВ 3,1*10-11 Дж.
- •Радиоактивность
- •Виды радиоактивного распада
- •Прохождение излучения через вещество
- •Устройство ядерного энергетического реактора Первый контур окружён радиационной защитой
- •Устройство ядерного заряда
- •Оценки суточного расхода топлива в реакторе ввэр-!000 и при взрыве ядерного заряда мощностью 100 кт тнт.
- •Ядерный заряд деления
- •2. Оценка энерговыделения после остановки реактора ввэр-1000
- •Условия возникновения и развития цепной реакции деления. Коэффициент размножения.
- •Где sf и sa - микроскопические сечения деления и поглощения
- •Сечения поглощения и деления для тепловых нейтронов
- •Захват n0 в уране приведет к испусканию Noh быстрых нейтронов в
- •Воспроизводство ядерного топлива.
- •Оценка безопасной концентрации 239 Рu в воде
- •Замедление и диффузия нейтронов в реакторе. ( нужна для вычисления p)
- •Вероятность дожить до тепловой – 0,12 Тепловые нейтроны
- •Уравнение баланса. Пространственное распределение плотности потока нейтронов
- •Уравнение баланса (уравнением диффузии)
- •Диффузионные параметры замедлителей
- •Реактор – пластина.
- •Оценка критической массы 235u в сфере из Be
- •Естественный ядерный реактор.
- •Вероятность избежать резонансного поглощения
- •Функционирование
- •Тепловыделение и отвод тепла в ядерных реакторах
- •Механизмы переноса тепла
- •Ориентировочные значения плотности тепловых потоков, Вт/м2: Из внутренних слоев Земли 0,063
- •От тепловыделяющих элементов яэу (1-5) 106
- •Числа подобия.
- •Теплоносители
- •Нестационарный ядерный реактор Уравнения кинетики и реактивность.
- •Точечная модель кинетики реактора
- •Обратные связи по реактивности.
- •Управление реактором
- •Неуправляемая цепная реакция.
- •Почему прекратилась сцр ?
- •Ввэр -1000
- •Нейтроны Расчет исследовательского реактора
- •10 Исходные данные:
- •20 Определение средней плотности энерговыделения qV :
- •30 Определение объёма аз.
- •40 Оценка запаса до кипения
- •50 Выбор обогащения X (сокращённый вариант)
- •Из требования :
- •50 Выбор обогащения X (сокращённый вариант) из требования :
- •60 Плотность потока нейтронов.
- •Типы ускорителей заряженных частиц и принципы их работы.
- •Рентгеновская трубка
- •Ускорители прямого действия
- •Циклические ускорители
- •Циклотрон
- •Фокусировка.
- •Синхротрон и изохронный циклотрон
- •Синхротроны
- •Линейные ускорители (лу)
- •Линейный ускоритель электронов (луэ)
- •Физические постоянные (округленные до 4 знаков)
- •Типы ускорителей заряженных частиц и принципы их работы.
- •Рентгеновская трубка
- •Ускорители прямого действия
- •Циклические ускорители
- •Циклотрон
- •Фокусировка.
- •Синхротрон и изохронный циклотрон
- •Синхротроны
- •Линейные ускорители (лу)
- •Линейный ускоритель электронов (луэ)
- •Физические постоянные (округленные до 4 знаков)
Функционирование
Для запуска СЦР достаточно 12%-15% воды. Предполагается, что реактор работал в течение 5105 лет на мощности 25 кВт. Может быть ещё в Австралии в те времена соединенной с Африкой было что-то подобное.
Если месторождение содержит воду, то могут возникнуть условия, при которых возможна СЦР. Дальнейший анализ показал, что такие условия реализовывались по крайней мере в 17 местах и СЦР в совокупности продолжалась порядка 106 лет. Вероятно критичность возникала периодически по мере накопления воды в месторождении и ее последующем испарении при нагревании за счет СЦР. Нейтронный поток вероятно не превосходил 108 -109 н/см2с, флюенс – 1.51021 н/см2. Разделилось около 6 т 235U, выделилась энергия 2-3 ГВт*год при уровне мощности 10 -25 кВт. За все время образовалось 1.5-20 т 239Pu .
Тепловыделение и отвод тепла в ядерных реакторах
Теплоносители: вода, тяжелая вода, углекислый газ, жидкий натрий и сплав свинца с висмутом. Кипящий теплоноситель – вода.
.
Максимально возможный коэффициент полезного действия любого устройства, преобразующего теплоту в другой вид энергии всегда меньше кпдmax
кпдmax = (T1 – T2)/T1
где T1 – максимальная температура цикла (определяется максимально достижимой температурой теплоносителя ), T2 – минимальная температура цикла ( определяется температурой окружающей среды. T1 @ 550 K ; T2 @ 300 K, кпдmax = 45%, реальное @ 33%.
Механизмы переноса тепла
В процессах теплообмена рассматриваются среднестатистические параметрами большой совокупности молекул ( температура, давление, скорость и т. д.)
Газ: Ек » U (U- энергии взаимодействия между частицами)
Жидкость: Ек ~ U
Твердое тело Ек « U.
Теплопроводность
Конвекция естественная и вынужденная;
Тепловое излучениеµ T4.
Поле температур и поле тепловых потоков.
Вектор dT/dn называется температурным градиентом (grad T) и определяет наибольшую скорость изменения температуры по нормали к изотерме в данной точке пространства.
Скалярному полю температур соответствует векторное поле температурных градиентов
Плотность теплового потока q Вт/м2 :
q = - lgrad T , где l — теплопроводность Вт/м×К
Плотность источников тепла qv, Вт/м3
Ориентировочные значения плотности тепловых потоков, Вт/м2: Из внутренних слоев Земли 0,063
От тела человека 50
От котельных агрегатов 0,5106
От тепловыделяющих элементов яэу (1-5) 106
Константа солнечного излучения 1326
Задача Оценить распределения U и Th в коре Земли, если средний тепловой поток через дневную поверхность q = 610-2 Вт/м2
Rз = 6.4106 м ; rз = 5.5 г/см3 ; rкоры = 2.8 г/см3
cTh = 10-5 г/г ; cU =410-6 г/г
Периоды полураспада: 232Th – 1,41010 лет, 238U –4,5109 лет,
235U – 7108 лет
Th 8U 235U
7a 8a 7a
Eрасп 35 МэВ 40 МэВ 35 МэВ
ATh = 410-2Бк/г AU = 510-2Бк/г
qv = A Eрасп = (410-2*35 +510-2*40)1,610-13*2,8*106 = 1.510-6 Вт/м3
Пусть тепло, генерируемое в слое DR: Qv = 4pR2 DRqv равно полному тепловому потоку Qs через поверхность = 4pR2q
DRqv = q DR = 40 км - близко к толщине коры
Задача Оценить поверхность солнечных батарей, которые могут обеспечит среднегодовую электрическую мощность 1000 МВт при КПД =10%