Энергия инерциального ядерного синтеза. Недосеев С.Л. - 18 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

/(2c) , где E
x
энергия, выделившаяся в слое x. Внутрь вещества пойдет, естественно,
импульс такой же величины.
Во втором случае f(m) = q
0
x
0
exp(- x
0 /
m) , где q
0 -
энергия, подведенная к
единице поверхности слоя,
x
0
= 1 / m
0
характерная глубина прогрева слоя.
Распределение энергии при этом имеет вид
p = 0,5 p
0
( e
-µ
+ e
-η
) при
µ > 0 ,
p = 0,5 p
0
( e
-µ
- e
-η
) при
µ < 0 .
Здесь
µ = (m-ρ ct) / m
0
η = (m+ ρ ct) / m
0
В лагранжевых координатах на линии
µ = 0 имеет место скачкообразное
понижение давления . В этой движущейся точке отрицательное напряжение максимально
по абсолютному значению и равно p
отр
= - p
0
( 1 – exp ( -2m / m
0
)).
Очевидно, что это решение справедливо, пока абсолютная величина
разрывающего напряжения меньше прочности материала на разрыв , p
отр
< σ и
образование откола возможно, если p
0
> 2 σ.
Масса отколовшегося слоя приближенно оценивается как
m
x
= m
0
ln ( E
x
/ (f(x) m
0
)),
Энергия, необходимая для откола, f
x
(m) = 2 σ / (ρ (γ - 1) ) , импульс отколовшегося
слоя, I = E
x
(γ - 1) /(2c
0
) , где E
x
- энергия, заключенная в отколовшемся слое.
Оценим величину радиуса реакторной камеры, при котором возможно появление
отколов в ее материале. Полагая W
T
= 10
9
Вт, ν = 0,1 Гц, σ = 50 кг/мм
2
, ρ = 7,8 г/см
3
, γ = 3
, получим f
x
(m) = 0,6. 10
9
эрг/г, R ~ 260 см.
Приведенные оценки носят иллюстративный характер, так как значения σ
для материала, подвергшегося воздействию нейтронного потока с флюенсом > 10
22
нейтр/см
2
, могут существенно отличаться от исходных величин. Кроме того, необходимо
учитывать весь комплекс воздействий на конструкционный материал, в частности упругие
деформации, связанные с импульсными тепловыми потоками на поверхности первой
стенки, а также то, что реальные конструкции и характер выделения тепла в них могут
существенно отличаться от рассмотренных плоских случаев. Однако очевидно, что
мгновенные скачки температур в объеме первой стенки и бланкета Т ~ 100 K
0
могут привести к преждевременному разрушению конструкции, которое может
произойти гораздо раньше, чем разрушение из-за радиационных повреждений.
/(2c)   , где Ex – энергия, выделившаяся в слое x. Внутрь вещества пойдет, естественно,
импульс такой же величины.
                Во втором случае f(m) = q0 x0 exp(- x0 / m) , где q0     -   энергия, подведенная к
единице поверхности слоя,                x0 = 1 / m0 – характерная глубина прогрева слоя.
Распределение энергии при этом имеет вид


        p = 0,5 p0 ( e-µ + e -η )       при µ > 0 ,
        p = 0,5 p0 ( e-µ - e -η )        при µ < 0 .
        Здесь µ = (m-ρ ct) / m0         η = (m+ ρ ct) / m0


        В лагранжевых координатах на линии                   µ = 0   имеет место скачкообразное
понижение давления . В этой движущейся точке отрицательное напряжение максимально
по абсолютному значению и равно pотр = - p0 ( 1 – exp ( -2m / m0)).
        Очевидно,      что     это    решение     справедливо,   пока        абсолютная   величина
разрывающего напряжения меньше прочности материала на разрыв ,                        pотр < σ   и
образование откола возможно, если p0 > 2 σ.
        Масса отколовшегося слоя приближенно оценивается как
        mx = m0 ln ( Ex / (f(x) m0)),
        Энергия, необходимая для откола, fx (m) = 2 σ / (ρ (γ - 1) ) , импульс отколовшегося
слоя, I = Ex (γ - 1) /(2c0) , где Ex - энергия, заключенная в отколовшемся слое.
        Оценим величину радиуса реакторной камеры, при котором возможно появление
отколов в ее материале. Полагая WT = 109 Вт, ν = 0,1 Гц, σ = 50 кг/мм2 , ρ = 7,8 г/см3 , γ = 3
, получим fx (m) = 0,6. 109 эрг/г, R ~ 260 см.
                Приведенные оценки носят иллюстративный характер, так как значения σ
для материала, подвергшегося воздействию нейтронного потока с флюенсом > 1022
нейтр/см2, могут существенно отличаться от исходных величин. Кроме того, необходимо
учитывать весь комплекс воздействий на конструкционный материал, в частности упругие
деформации, связанные с импульсными тепловыми потоками на поверхности первой
стенки, а также то, что реальные конструкции и характер выделения тепла в них могут
существенно отличаться              от рассмотренных плоских случаев. Однако очевидно, что
мгновенные скачки температур в объеме первой стенки и бланкета ∆Т ~ 100 K0
могут привести к преждевременному разрушению конструкции, которое может
произойти гораздо раньше, чем разрушение из-за радиационных повреждений.