QUOTE(Vadik @ 12.1.2016, 11:36)
А разве при перегрузках не взвешивают кассеты? На ПМ ведь есть весовая система, тогда существовать реальные данные.
Только дефект массы так не узнать. Помимо утечек газообразных продуктов деления из топлива улетучиваются нейтроны. Из примерно 2.5 нейтроном на одно деление один идет на следующее деление, пусть 0.5 поглощается топливом без деления, тогда минимум один нейтрон покидает топливную сборку. Если выгорает примерно тонна топлива, это около 40 000 моль, тогда 40кг нейтронов улетает из топлива. Эта величина больше чем на порядок превышает дефект массы.
Упс, на лишний ноль ошибся. 4кг нейтронов!
Вернемся к вчерашней задаче об утруске массы активной зоны:
Решение Пакмана через тепловую мощность в лоб и самое правильное. При условии, что эта тепловая мощность известна с нужной точностью, ее можно вычислисть через отпущенную электроэнергию плюс собственное потребление, поделенные на КПД, если КПД известно с нужной точностью, и помноженное на КИУМ, и поправленное на неуловимые примерно 6% энергии, которую украли нейтрино. Эти 6% почти вычисляемы, можно сказать, что калибровка этой энергии проведена с разумной, может даже уже в несколько (?) процентов, точностью в в опытах по наблюдению реакторных антинейтрино. При этом для формулы Эйнштейна совершенно неважно, куда и как рассеивалась тепловая мощность и из каких изотопов и осколков она выделялась.
С точностью до копеек работают только бухгалтерии.... как и отпущенную гигаваттную мощность вряд ли знают до долей киловатта.
Так тот же КПД плавает в течение суток, и где-то была цифирь, что одинаковые АЭС в теплом Аккую и холодном Синопе будут по КПД отличаться на 1% в пользу Синопа.
Теперь по килограммам нейтронов. Повторю свои рассуждения. Как освоивший таблицу умножения еще в 50-х, привык умножать в уме, округляя где можно, игнорируя для оценки плюс/минус лапти в десяток процентов.
Исхожу из того, что мы знаем массу урана в активной зоне. Мы знаем, что обогащение около 4.5 % (тут меня можно уточнять), и я ничтоже сумнящеся положил выгорание за год в 0.9% (может 1% и реалистичнее, но это в пределах моего плюс/минус лаптя).
Если в активной зоне 90 тонн (опять в пределах моего плюс/минус лаптя, можно уточнять), то за год через деление прошло 810 кило урана-235.
Суммарная масса осколков меньше массы урана-235+тепловой нейтрон на 200 МэВ (вроде точная цифра для средней энергии 207 МэВ, она плавает в зависимости от канала деления и числа прямых нейтронов, если выкинуть украденное нейтрино, то тепловая энергия вроде 192 МэВ на деление, можно уточнить).
Это надо поделить на массу ядра урана-235 в 220 ГэВ, т.е., получаем 0.9 промилле от массы ядра. Т.е., те 810 кило урана-235, что прошли сквозь деление, потеряли в весе 810 кило помноженные на те 0.9 промилле, что даст 730 г, украденных за год из активной зоны "по гнусной теории Эйнштейна" ((с) Высоцкий). Если выгорание 235-го за год ближе к 1%, то потеря веса активной зона за счет 235-го будет ближе к 800 г.
Но есть еще деление наработанного плутония, который из 238-го, а я считал только деление 235-го. Ни при какой погоде я этих книг, конечно, не читал ((с) Есенин), но под конец кампании из плутония идет, кажись, до четверти энергии? Так что может надо еще пяток процентов, т.е., грамм 40 накинуть? В-общем, моя оценка по 235-му будет нижней границей.
Теперь нейтроны. При массе делящегося 235-го в 220 ГэВ масса 2.5 нейтронов тянет в 2.35 ГэВ., т.е., в 1,07% массы первичного ядра. Помножим это на 810 кило и получим 8.7 кило нейтронов.
Вот тут становится горячо, и об этом я вчера не подумал, так что задачу решил еле-еле на троечку у либерального экзаменатора. Из этих 2.5 нейтронов один и строго один поглощается в топливе, обеспечивая самоподдерживающуюся реакцию. Так что из 8.7 кило нейтронов, вылетевших их топлива (энергии прямых нейтронов на именно вылет сразу после деления должно хватать), 3.5 кило после замедления вернулись в топливо и были поглощены в нем. Судьба стальных 5.2 кило должна быть описана в тех учебниках, которые я не изучал: часть поглощается, вернувшись после замедления в то же топливо, радиационным захватом, и эту долю по учебникам найти легко. Часть поглощается в цирконии, часть в воде делает тритий, часть поглощается в СУЗ, часть в прочих конструкционных материалах, часть доходит до корпуса реактора, и часть пронизывает корпус реактора --- вот это чистая утечка из реактора. По учебникам это все может быть вычислено.
В-общем, если в понятие активной зоны включить все, что внутри корпуса реактора, включая сам корпус, и всю воду первичного контура, то оценка по-Пакману даст потерю массы всего этого монстра. Если же активная зона это топливные кассеты и это всё, то к тем 730-800 граммам энергии деления надо добавить что-то заметное от массообмена за счет нейтронов.
Так что задача, как любили говорить американские физики лет 25 тому назад, до эпохи полной затюрканности мужиков и табу на слово "женщина", задача-то оказалась с близкого расстояния сексуально намного привлекательнее, чем издаля.
потому что, например, некоторое количество газообразных осколков ушло за год в теплоноситель, "незаконно" (с точки зрения нашей задачи) уменьшив массу топлива.
