Среднее время жизни поколения нейтронов в тепловом реакторе

11.2.1. Среднее время жизни мгновенных нейтронов. В соответствии с нашими представлениями о физических процессах, в которых участвуют все мгновенные нейтроны, время жизни “среднестатистического” теплового нейтрона, рождаемого в результате замедления мгновенного нейтрона, состоит из трёх слагаемых - следующих друг за другом времени деления, времени замедления и времени диффузии.

· Время деления (t_дел) - это время от момента поглощения ядром топлива теплового нейтрона до момента испускания осколком разделившегося ядра мгновенного нейтрона. Нам уже известно, что этот промежуток времени мал и имеет порядок величины не более 10 ^-13 с как для ²³⁵U, так и для ²³⁹Pu. Время деления практически не зависит от энергии нейтронов, вызывающих деления, и представляет собой физическую константу делящегося нуклида.

· Время замедления (t_зам) - это время от момента рождения мгновенного нейтрона до момента, когда его энергия снизится до уровня энергии сшивки.

Об этом промежутке времени также уже упоминалось при рассмотрении закономерностей процесса замедления. Величина его - порядка 10 ^-5 с и менее, она определяется совокупностью материалов активной зоны реактора, главным образом, видом и количеством используемых замедлителей.

· Время диффузии (t_диф) - время от момента, когда нейтрон стал тепловым (то есть пересёк при замедлении уровень энергии сшивки E_c), до момента, когда он поглотился. Время диффузии тепловых нейтронов в тепловых реакторах - величина порядка 10^-4 с (не более) и также определяется совокупностью материалов активной зоны, главным образом, соотношением количеств топлива и поглотителей.

Таким образом, среднее время жизни поколения мгновенных нейтронов (её принято обозначать буквой l - первой буквой английского слова lifetime - время жизни)

l = t_дел + t_зам + t_диф (11.12)

является величиной порядка 10^{- 4} с (и не выше). Ранее отмечалось, что реактор с такой величиной времени жизни поколения нейтронов неуправляем.

11.2.2. Среднее время жизни поколения всех нейтронов в реакторе. Условимся вначале, что, поскольку нам предстоит подсчитывать среднее время жизни поколения всех (мгновенных и запаздывающих) нейтронов, общим для всех их началом отсчёта будет приниматься момент начала нейтронного цикла, то есть момент начала поглощения теплового нейтрона ядром топлива, совпадающий с моментом начала деления ядра. Если сравнить последовательность чередования физических процессов, происходящих с мгновенными и запаздывающими нейтронами на оси времени (рис.11.5), то становится очевидным, что время жизни запаздывающих нейтронов любой группы представляет собой сумму времени жизни мгновенных нейтронов и времени запаздывания этой группы.

Действительно, время жизни мгновенных нейтронов l есть сумма последовательно чередующихся времён деления, замедления и диффузии, а время жизни запаздывающих нейтронов i-ой группы - сумма последовательно чередующихся времён деления, запаздывания, замедления и диффузии.

М г н о в е н н ы е н е й т р о н ы

t _дел t _зам t _диф

О с ь в р е м е н и

t _дел Время запаздывания ЗН i-ой группы t _зам t _диф

З а п а з д ы в а ю щ и е н е й т р о н ы

Рис. 11.5. Последовательность протекания во времени физических процессов с мгновенными

и запаздывающими нейтронами любой (i-ой) группы) в тепловом реакторе.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: