Сечение - поглощение - нейтрон
Cтраница 3
Пиропроцессы наиболее перспективны для регенерации урана из горючего реакторов на быстрых нейтронах. Поскольку загрузка горючего в таких реакторах особенно высокая, с экономической точки зрения желательно до минимума сократить длительность переработки. В связи с тем что в энергетическом спектре реакторов на быстрых нейтронах отсутствуют нейтронные яды, а сечения поглощения нейтронов обычно сравнительно малы, нет необходимости в глубоком извлечении специфических ядов из горючего, предназначенного для возвращения в этот реактор. Поэтому для непрерывной работы реактора на быстрых нейтронах горючее должно сохраняться неизменным в химическом, физическом и металлургическом отношении за счет использования для извлечения основной массы продуктов деления простого и дешевого процесса с последующим дистанционным изготовлением твэлов. [31]
Ма и Мъ - амплитуды процесса ( в пренебрежении слабым взаимодействием), соответствующие образованию или распаду состояний а и Ь, обладающих противоположными четностями. Относит, величина не сохраняющего четность вклада aMj, усилена, если основная амплитуда Ма подавлена по к. Поэтому при сохранении четности сечение поглощения не может зависеть от знака продольной поляризации нейтрона и должно оставаться неизменным при изменении поляризации на противоположную. Несохранение четности проявляется в неодинаковости отвечающих амплитуде ( 2) сечений поглощения нейтронов, поляризованных по импульсу и против импульса. [32]
Коэффициент замедления нейтронов пропорционален отношению скоростей образования и поглощения тепловых нейтронов в единице объема. Чем больше замедляющая способность и меньше сечение поглощения, тем интенсивнее накапливаются тепловые нейтроны в замедлителе. Энергия образовавшихся тепловых нейтронов соизмерима с энергией теплового движения атомов. Величину Т по аналогии с температурой газа называют температурой нейтронов. Температура тепловых нейтронов зависит от температуры замедлителя и от сечения поглощения нейтронов атомами среды. Если среда не поглощает нейтроны, то их температура совпадает с температурой среды. [33]
В настоящее время введено в эксплуатацию большое число исследовательских ядерных реакторов различных типов, не говоря о реакторах, предназначенных только для производства электроэнергии и расщепляющихся материалов. Почти во всех из них в качестве горючего используется уран: либо в виде природной смеси изотопов, либо обогащенный изотопом U23B; уран может быть изготовлен в виде пластин, стержней, небольших блоков из металла или сплава, в виде таблеток из окиси урана или же в виде раствора какой-либо соли урана. Кроме того, действует и несколько реакторов, работающих на плутонии-239. Поскольку большинство исследовательских реакторов работает на тепловых нейтронах, осуществляющих цепную реакцию, все они содержат в себе замедлители - вещества, назначение которых состоит в замедлении быстрых нейтронов, испускаемых при делении ( средняя энергия нейтронов деления равна - - 2 5 Мэв, наиболее вероятная энергия составляет - 0 6 Мэе), до тепловых энергий. Желательно, чтобы замедлители обладали малым массовым числом и низким сечением поглощения нейтронов; в качестве замедлителей обычно применяется вода, тяжелая вода, графит и бериллий. Огромное количество тепла, создаваемое цепным процессом деления, должно быть отведено из реактора; по этой причине все реакторы - исключая самые маломощные - оснащены эффективной системой охлаждения. В качестве охладителей используется также целый ряд веществ: вода, тяжелая вода, воздух, углекислый газ и жидкие металлы. Реакторы, в которых одно и то же вещество выступает в роли как охладителя, так и замедлителя, часто оказываются наиболее экономичными. [34]
За время службы активной зоны реактор потребляет приблизительно половину ядерного топлива. За это время он, конечно же, должен оставаться в критическом состоянии. И, как следствие, с самого начала он должен содержать значительно больше ядерного топлива, чем требуется для поддержания критичности. Поэтому, чтобы обеспечить стабильную работу реактора в начальный период, должны использоваться регулирующие механизмы, с помощью которых из активной зоны можно выводить нейтроны без производства теплоты. С этой целью среди твэлов размещаются регулирующие стержни из материалов, имеющих большие сечения поглощения нейтронов, которые постоянно выводятся из активной зоны в течение всей работы реактора. Выше приведены сечения поглощения разных материалов, в том числе материалов стержней регулирования и других материалов, обычно применяющихся в реакторе. В реакторах некоторых типов в дополнение к регулирующим стержням для обеспечения дополнительного регулирования непосредственно в воду-замедлитель добавляют растворы соединений бора. [35]
 |
Значения т и L для наиболее употребительных замедлителей. [36] |
Интересным свойством нейтронов является их способность отражаться от различных веществ. Это отражение не когерентное, а диффузное. Нейтрон, попадая в среду, испытывает беспорядочные столкновения с ядрами и после ряда столкновений может вылететь обратно. Вероятность такого вылета носит название альбедо нейтронов для данной среды. Очевидно, что альбедо тем выше, чем больше сечение рассеяния и чем меньше сечение поглощения нейтронов ядрами среды. Неудивительно поэтому, что отражатели нейтронов широко применяются в ядерных реакторах и других нейтронных установках. Возможность столь интенсивного отражения нейтронов объясняется следующим образом. Вошедший в отражатель нейтрон при каждом столкновении с ядром может рассеяться в любую сторону. Если же нейтрон рассеялся в другом направлении, то он может рассеяться так, что уйдет из среды при последующих столкновениях. [37]
Страницы: 1 2 3