АЭС для "чайников" |
Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )
АЭС для "чайников" |
21.12.2011, 21:26
Сообщение
#1
|
|
Эксперт Группа: Patrons Сообщений: 1 591 Регистрация: 27.2.2011 Пользователь №: 32 100 |
Уважаемые форумчане! Предлагаю в этой ветке, по мере сил и возможностей, объяснять братьям по разуму из других, не атомных, миров основные теории и практики, которыми пользуются атомщики, теоретики и практики, а также отвечать на вопросы дабы не раздувать специальные разделы форума и для приобщения всех интересующихся и не равнодушных. В качестве первой прсьбы, прошу уважаемых расчетчиков очень просто, буквально на пальцах, описать процесс деления ядер топлива в активной зоне и механизм получения тепловой энергии
|
|
|
24.12.2011, 1:03
Сообщение
#2
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 349 Регистрация: 17.4.2011 Из: Украина Пользователь №: 33 217 |
Цитата Линия 186 кэВ конечно мощная, но у "друзей" 238 U линии пожестче до 1 МэВ. Мь- да,на этой то линии "чайники" отстали .Ну хорошо,а как блок с свежим топливом, запускается?
|
|
|
24.12.2011, 2:19
Сообщение
#3
|
|
Эксперт Группа: Patrons Сообщений: 1 591 Регистрация: 27.2.2011 Пользователь №: 32 100 |
Мь- да,на этой то линии "чайники" отстали .Ну хорошо,а как блок с свежим топливом, запускается? Технически, на удивление, "просто". Сперва заливают в реактор борную кислоту концентрацией 16 г/кг, далее, загружают топливные кассета (ТВС) и регулирующие стержни СУЗ, уплотняют реактор, извлекают регулирующие стержни и плавно снижают концентрацию борной кислоты. На концентрации примерно 7-8 г/кг начинается цепная реакция и всё. |
|
|
24.12.2011, 10:33
Сообщение
#4
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 349 Регистрация: 17.4.2011 Из: Украина Пользователь №: 33 217 |
Технически, на удивление, "просто". Сперва заливают в реактор борную кислоту концентрацией 16 г/кг, далее, загружают топливные кассета (ТВС) и регулирующие стержни СУЗ, уплотняют реактор, извлекают регулирующие стержни и плавно снижают концентрацию борной кислоты. На концентрации примерно 7-8 г/кг начинается цепная реакция и всё. А цепная реакция начинается из-за формы расположения топливных кассет,ну типа критическая масса? |
|
|
24.12.2011, 11:17
Сообщение
#5
|
|
Частый гость Группа: Haunters Сообщений: 321 Регистрация: 15.3.2011 Пользователь №: 32 261 |
А цепная реакция начинается из-за формы расположения топливных кассет,ну типа критическая масса? "критической" масса становится при определённом количестве нейтронов, кубик в принципе как шарик, но технологически проще в эксплуатации. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D6%E5%EF%ED%...%E0%EA%F6%E8%FF Раньше в курсе высшей математике был такой расчёт. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%...%BD%D0%BE%D0%B2 Книга «Высшая математика для начинающих и ее приложения к физике», написанная физиком-теоретиком академиком Я. Б. Зельдовичем, рассчитана на школьников старших классов, учащихся техникумов и лиц, занимающихся самообразованием, она может быть полезна и студентам 1-го курса вузов и втузов. В книге в наиболее простой, наглядной и доступной форме объясняются основные понятия дифференциального и интегрального исчисления. Далее даются сведения, необходимые для практического применения высшей математики к задачам физики и техники. На основе высшей математики рассмотрено большое число физических вопросов: радиоактивный распад, ядерная цепная реакция, законы механики, в частности, реактивное движение и космическая скорость, молекулярное движение. Рассмотрены электрические явления и, в частности, теория колебаний, лежащая в основе радиотехники. Наряду с математическим исследованием очень подробно изложена физическая сущность рассматриваемых явлений. Формат: djvu / zip Размер: 6,6 Мб http://www.alleng.ru/d/math/math212.htm? Сообщение отредактировал dddv - 24.12.2011, 11:29 |
|
|
24.12.2011, 11:32
Сообщение
#6
|
|
Он знает ТОТ Группа: Patrons Сообщений: 2 450 Регистрация: 3.4.2011 Из: Питер Пользователь №: 33 050 |
|
|
|
24.12.2011, 12:46
Сообщение
#7
|
|
Частый гость Группа: Haunters Сообщений: 321 Регистрация: 15.3.2011 Пользователь №: 32 261 |
"Критичность" массы не и зависит от количества нейтронов, рождающихся внутри её. Параграф 7 "Цепная реакция деления урана", стр.320, параграф 8 "Размножение нейтронов в большой массе" стр.322, "Высшей математики для начинающих и её приложения в физике" Я.Б.Зельдовича пишут что всётаки зависит. И термоядерная бомба демонстрирует эффект нейтронов при изначально подкритичной массе: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D2%E5%F0%EC%...%F0%F3%E6%E8%E5 Сообщение отредактировал dddv - 24.12.2011, 12:55 |
|
|
24.12.2011, 13:41
Сообщение
#8
|
|
Модератор Группа: Clubmen Сообщений: 25 025 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 |
dddv,
критичность системы не зависит от количества нейтронов. В общем случае она зависит от состава и свойств среды и от геометрии среды. И даже в процитированной Вами книге это явным образом подтверждается - см. стр.328, второй параграф (...с=0 есть "критическое значение"). Теория критических размеров реакторов - глава 7 в учебнике Батя. В сети он есть, ссылка http://publ.lib.ru/ARCHIVES/B/BAT%27_G._A/_Bat%27_G.A..html |
|
|
24.12.2011, 14:12
Сообщение
#9
|
|
Частый гость Группа: Haunters Сообщений: 321 Регистрация: 15.3.2011 Пользователь №: 32 261 |
dddv, критичность системы не зависит от количества нейтронов. В общем случае она зависит от состава и свойств среды и от геометрии среды. И даже в процитированной Вами книге это явным образом подтверждается - см. стр.328, второй параграф (...с=0 есть "критическое значение"). Теория критических размеров реакторов - глава 7 в учебнике Батя. В сети он есть, ссылка http://publ.lib.ru/ARCHIVES/B/BAT%27_G._A/_Bat%27_G.A..html Если рассматривать "гомогенную среду", как в учебнике Батя, то вы правы, а если брать параграф 10 (стр.328) Зельдовича, то "с=а-b", т.е. критичность "с" зависит от баланса образующихся "а" и вылетающих "b" нейтронов. Собственно так АЭС и управляется если вы не знали Это мне напомнило давний случай в Менделеевском химико-технологическом университете, когда в ответ на заявление преподавателя по химии о константности атомной массы я сказал что это не факт и есть изотопы и трансэлементы, мне показалось что она как-то пригнулась к кафедре Сообщение отредактировал dddv - 24.12.2011, 14:17 |
|
|
24.12.2011, 15:03
Сообщение
#10
|
|
Модератор Группа: Clubmen Сообщений: 25 025 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 |
то вы правы, а если брать параграф 10 (стр.328) Зельдовича, то "с=а-b", т.е. критичность "с" зависит от баланса образующихся "а" и вылетающих "b" нейтронов. Критичность системы зависит от баланса рождающихся, поглощающихся и вылетающих из системы нейтронов. Рождение, поглощение и утечка нейтронов не зависят от нейтронного потока, а зависят от параметров среды (состав и геометрия). Поэтому в классической теории физики реакторов в критической системе может быть создан любой поток нейтронов. В решение уравнений входит нормировочный множитель. То есть, поток Ф=константа*(набор функций в зависимости от геометрии и состава среды). От потока нейтронов критичность не зависит никоим образом. За большими деталями - к книге Батя, которая и есть описание классической физики реакторов для студентов атомных специальностей. Но параметры среды могут зависеть от потока нейтронов, это правда. Через обратные связи. Поток нейтронов прямо пропорционален мощности системы, а мощность влияет на температуру и геометрические размеры системы. Более того, сам факт наличия потока нейтронов ведёт к изменению состава среды за счёт выгорания. В классической теории с этим обходятся очень просто - на каждый данный момент (шаг расчёта) считается, что параметры постоянны, и решается обычная условно-критическая задача, для которой справедливо всё сказанное выше. А между шагами пересчитываются параметры в зависимости от значений потоков нейтронов, найденных на предыдущем шаге. P.S. Пишу и сам не понимаю, какое это отношение имеет к ветке "АЭС для чайников". Поэтому так. Если есть желание узнать, как на самом деле считают реакторы, то это лучше делать в отдельной ветке. Ибо без формул не обойтись. |
|
|
24.12.2011, 16:34
Сообщение
#11
|
|
Частый гость Группа: Haunters Сообщений: 321 Регистрация: 15.3.2011 Пользователь №: 32 261 |
... Рождение, поглощение и утечка нейтронов не зависят от нейтронного потока, а зависят от параметров среды (состав и геометрия). ... а ещё зависят от внешнего излучения фотонами(гамма) или внешними нейтронами(альфа), или от изменения объёма среды: "Фотоядерные реакции — ядерные реакции, происходящие при поглощении гамма-квантов ядрами атомов[1]. Явление испускания ядрами нуклонов при этой реакции называется ядерным фотоэффектом. Это явление было открыто Чедвиком и Гольдгабером в 1934 году[2] и в дальнейшем исследовано Боте и Вольфгангом Гентером[3], а затем и Нильсом Бором[4][5]. При поглощении гамма-кванта ядро получает избыток энергии без изменения своего нуклонного состава, а ядро с избытком энергии является составным ядром. Как и другие ядерные реакции, поглощение ядром гамма-кванта возможно только при выполнении необходимых энергетических и спиновых соотношений. Если переданная ядру энергия превосходит энергию связи нуклона в ядре, то распад образовавшегося составного ядра происходит чаще всего с испусканием нуклонов, в основном нейтронов. Такой распад ведёт к ядерным реакциям и , которые и называются фотоядерными, а явление испускания нуклонов в этих реакциях — ядерным фотоэффектом. ..." http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%...%86%D0%B8%D1%8F "Кроме того, очень жесткое рентгеновское излучение с энергией кванта более 1 МэВ, способно вызвать Ядерный фотоэффект." "Наведённая радиоактивность — это радиоактивность веществ, возникающая под действием облучения их ионизирующим излучением, как правило нейтронами. При облучении частицами (нейтронами, протонами, гамма-квантами) стабильные ядра могут превращаться в радиоактивные ядра с различным периодом полураспада, которые продолжают излучать длительное время после прекращения облучения. Особенно сильна радиоактивность, наведённая нейтронным облучением. Это объясняется следующими свойствами этих частиц: для того, чтобы вызвать ядерную реакцию с образованием радиоактивных ядер, гамма-кванты и заряженные частицы должны иметь большую энергию (не меньше нескольких МэВ). Однако, они взаимодействуют с электронными оболочками атомов намного интенсивнее, чем с ядрами, и быстро теряют при этом энергию. Кроме того, положительно заряженные частицы (протоны, альфа-частицы) быстро теряют энергию, упруго рассеиваясь на ядрах. Поэтому, вероятность гамма-кванта или заряженной частицы вызвать ядерную реакцию ничтожно мала. Например, при бомбардировке бериллия альфа-частицами, лишь одна из нескольких тысяч или десятков тысяч (в зависимости от энергии альфа-частиц) вызывает (α, n)-реакцию, а для других веществ эта вероятность еще меньше. Нейтроны же, наоборот, захватываются ядрами при любой энергии, более того, максимальна вероятность захвата именно нейтронов с низкой энергией. Поэтому, распространяясь в веществе, нейтрон может попадать в множество ядер последовательно, пока не будет захвачен очередным ядром, и вероятность захвата нейтрона практически равна единице. Следует заметить, что поглощение нейтронов не обязательно ведет к появлению наведенной радиоактивности. Многие ядра захватывают нейтрон с образованием стабильных ядер, например бор-10 превращается в стабильный бор-11, лёгкий водород (протий) — в стабильный дейтерий. В таких случаях наведённая радиоактивность не возникает. Процесс накопления в веществе радиоактивных изотопов под действием облучения называется активацией. ..." http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B0%...%81%D1%82%D1%8C "Термоядерное оружие. ... При взрыве триггера 80 % выделяющейся из него энергии расходуется на мощный импульс мягкого рентгеновского излучения, которое поглощается оболочкой второй ступени. В результате резкого нагрева урановой (свинцовой) оболочки происходит абляция (испарение) вещества оболочки и появляется реактивная тяга, которая вместе со световым давлением обжимает вторую ступень. При этом её объём уменьшается в несколько тысяч раз, и термоядерное топливо нагревается до температур, близких к минимальным для начала реакции. Плутониевый стержень переходит в надкритическое состояние, и начинается ядерная реакция внутри контейнера...." http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%...%BC%D0%B1%D0%B0 http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%E5%ED%F2%...%F7%E5%ED%E8%E5 |
|
|
24.12.2011, 17:09
Сообщение
#12
|
|
Модератор Группа: Clubmen Сообщений: 25 025 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 |
а ещё зависят от внешнего излучения фотонами(гамма) или внешними нейтронами(альфа), От пускового источника нейтронов. Например, калифорниевого. При первом пуске и при малых мощностях учитывать нужно, с набором мощности - уже нет, даже если его по каким-то причинам не вытащили. или от изменения объёма среды: Это и есть геометрия. |
|
|
Текстовая версия | Сейчас: 23.9.2024, 16:16 |