Контрольная работа: Расчёт отравления ядерного реактора ксеноном
Расчёт отравления ядерного реактора ксеноном
Задание
Используя данные курсового проекта определить:
) Равновесные концентрации Xe135 и I135;
) Динамику изменения концентраций Xe135 и I135;
) Потери реактивности при отравлении.
Определение исходных параметров
Параметры ядерного реактора, рассчитываемого в
курсовом проекте, сведены в таблице 1.
Таблица 1 - Параметры ЯР
|
Параметр |
Величина |
|||||||||
|
Тип ЯР |
Уран-графитовый с жидкометаллическим теплоносителем |
|||||||||
|
Тепловая мощность, МВт |
1800 |
|||||||||
|
Топливо |
UC |
|||||||||
|
Обогащение, % |
2 |
|||||||||
|
Объем активной зоны, м3 |
188,8
где N - тепловая мощность ЯР, кВт, σf - микроскопическое сечение деления U235 (=582 барн), Vа.з. - объем активной зоны, м3. Подставляя известные значения получим
Начальные концентрации Xe135
и I135 принимаются
равными 0, постоянные распада и сечения поглощения приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Ядерно-физические характеристики Xe135 и I135
Равновесные концентрации Xe135 и I135 Равновесная концентрация I
прямо пропорциональна мощности ЯР (плотности потока нейтронов)
Стационарная концентрация Xe
определяется равновесием между скоростью прибыли Xe
из распадающегося I и
непосредственно как осколка деления и скоростью убыли при поглощении нейтронов
и радиоактивном распаде
Подставляя значения среднего потока получим:
Динамика изменения концентраций Xe135 и I135 Изменение концентраций Xe135
и I135 описывается
системой дифференциальных уравнений. Решение этой системы позволяет определить
концентрацию нуклида в любой момент времени.
Решение системы выглядит следующим образом:
Графики изменения концентраций Xe135 и I135 изображены на рисунках 1 и 2. Потери реактивности Оценка потери реактивности вследствие отравления
ксеноном рассчитывается по следующей формуле:
Используя закон изменения концентрации Xe
получили график потери реактивности (рисунок 3).
Рисунок 1 - Изменение концентраций Xe135
и I135 в течение суток
Рисунок 2 - Изменение концентраций Xe135
и I135 в течение
недели
Рисунок 3 - Изменение потери реактивности в
результате отравления Xe135
в течение первых двух суток
Вывод ядерный реактор нейтрон ксенон В ходе выполнения индивидуального домашнего задания были определены концентрации равновесного отравления Xe135 и I135. На основании решения системы уравнений, описывающих цепочку распада I135 построены графики изменения концентраций Xe135 и I135 и потерь реактивности в результате отравления. Из графиков видно, что концентрация ксенона, и соответственно величина потери реактивности, достигают стационарного положения через 105 секунд после начала работы ЯР на мощности. Максимальное значение потери реактивности составляет 0,04. |
