Основы проектирования и эксплуатации оборудования при работе с делящимися материалами. Брус И.Д. - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

28
При гетерогенном распределении делящегося материала и замед-
лителя (решетки топливных стержней, пластинчатые или шаровидные
элементы) замедляющие свойства определяются отношением объемов
замедлителя и делящегося вещества
2
V
HO
V
U
.
Эффективными замедлителями являются вещества, отвечающие
определенным требованиям. Во-первых, замедлитель должен иметь
большое сечение рассеяния Σ
s
. Во-вторых, нейтрон при столкновении с
ядрами замедлителя должен терять большое количество энергии, по-
этому замедлитель должен содержать много ядер атомов с низкой атом-
ной массой. В-третьих, сечение поглощения замедлителя Σ
a
должно
быть намного меньше сечения рассеяния Σ
s
. Основными замедлителями
являются вода Н
2
О и D
2
0, бериллий, окись бериллия и графит. Эффек-
тивными замедлителями являются также полимеры, содержащие водо-
род, например полиэтилен, парафин и оргстекло.
2.1.3 Поглощение
В размножающей среде наряду с рассеянием существует и другой
тип взаимодействия нейтронов с ядрами, а именно поглощение, т. е. ре-
акция захвата нейтрона ядром. Если поглотившее нейтрон ядро способ-
но к делению, то произойдет деление ядра, что будет способствовать
поддержанию цепной реакции. В противном случае произойдет захват с
испусканием частиц. Мерой вероятности деления ядра при поглощении
нейтрона является сечение деления ζ. Каждое делящееся вещество име-
ет свою характерную зависимость сечения деления ζ
f
от энергии погло-
щаемых нейтронов. Например, сечение деления ζ
f
нуклидов, делящихся
тепловыми нейтронами (
235
U,
239
Pu), значительно увеличивается при
низких энергиях нейтронов. Некоторые ядра (
238
U,
240
Pu) могут делиться
только на быстрых нейтронах (рис. 2.2).
Поглощение может привести также к испусканию α-, β- или γ-
излучения, даже если ядро является делящимся. В этом случае нейтрон
оказывается потерянным для цепной реакции. Это явление называют
захватом, в противоположности делению, а вероятность этого процесса
описывается сечением захвата ζ
с
. Зависимость сечения захвата от энер-
гии нейтронов различна для разных изотопов, часто довольно сложна. У
некоторых основных нуклидов в надтепловой области при определен-
ной энергии имеют место резкие максимумы сечений захвата. Это явле-
ние, названное резонансным поглощением, существенно влияет на кри-
тичность. Вероятность избежать резонансного поглощения при замед-
лении нейтронов зависит от типа, количества и пространственного рас-

Страницы