Система групповых констант.

Рассмотренные многогрупповые уравнения для потоков и ценностей позволяют получить пространственное распределение потоков нейтронов с учетом их энергетического спектра.

Как и другие нейтронно-физические задачи полученные уравнения критичны к подготовке групповых констант (параметров):

При подготовке констант возникает противоречие: исходная система уравнений предназначена, в т.ч., для получения энергетического распределения потоков нейтронов в рамках многогруппового приближения, с другой стороны для получения групповых констант, для усреднения по спектрам групп необходимо знать истинный спектр нейтронов.

Для разрешения данного противоречия используются так называемые «стандартные» спектры нейтронов.

Полагают, что в любом ЯР спектр нейтронов не сильно отличается от этого универсального «стандартного» спектра, для которого заранее разработана система многогрупповых констант.

Так как состав а.з. ЯР различен, естественно, полученные групповые константы (макросечения и т.п.) исключают возможность их универсального применения.

Очевидно, если пытаться построить универсальную систему многогрупповых констант, то необходимо перейти от макроскопических сечений к микроскопическим.

В тепловой области спектр нейтронов хорошо описывается максвелловским распределением с рядом особенностей:

- параметры распределения Максвелла зависят от температуры, чем выше температура нейтронного газа, тем больше спектр Максвелла сдвинут в сторону больших энергий;

- температура нейтронного газа, вследствие поглощения ТН выше температуры окружающей среды (для тепловых ЯР это 50÷100 ºС)

В области тепловых энергий сечения ядерные реакций изменяются по закону близкому к 1/v².

Соответственно, при росте температуры средняя энергия нейтронного газа будет увеличиваться, а усредненные сечения в тепловой области будут уменьшаться.

Сечения поглощения и деления в области ТН в системе групповых констант приводятся для среды при н.у., их пересчитывают с учетом температурного эффекта

где s₀ – табличное значение сечения; T_нг– температура нейтронного газа; g(T) – поправочный коэффициент, учитывающий отклонение энергетической зависимости сечения от закона 1/v²

Для ТН в ячейке ЯР необходимо учитывать блок-эффект, связанный с экранированием внутреннего объема топлива интенсивным поглощение нейтронов в поверхностной области.

Спектр нейтронов в самых высоких по энергии группах с достаточной степенью точности может быть описан спектром деления – по спектру Уатта проводят усреднение микроскопических сечений в энергетических группах с энергией больше 0,8 МэВ.

Наиболее сложно описание замедляющихся нейтронов, для которых взаимодействие с нейтронами характеризуется резонансным поведением.

Для слабо поглощающих сред можно полагать, что изменение потока тепловых нейтронов обратно пропорционально энергии (спектр Ферми).

Тогда в шкале летаргий внутри каждой группы функция Ф(E) постоянна.

В случае сильного поглощения необходимо разбиение на энергетические интервалы проводить так, чтобы внутри каждого из них поток нейтронов изменялся не сильно, а в области резонанса вводятся специальные поправки.

Все изотопы, входящие в состав а.з. гомогенного ЯР обладают различными нейтронно-физическими свойствами.

Групповые значения микроскопических сечений отдельных элементов смеси зависят от суммы полных сечений всех других элементов, входящих в состав среды. Если концентрация какого-то изотопа в составе смеси мала, то влияние его резонансов незначительно, и наоборот. Т.о., микроскопическое сечение элемента внутри группы зависит не только от энергии нейтрона, но и от количества других элементов, а также от величины их микроскопических сечений.

ЧАСТЬ 5. ТЕОРИЯ РЕШЕТКИ

5.1. Коэффициенты формулы четырех сомножителей для гомо- и гетерогенного ядерного реактора. Физические особенности гомо- и гетерогенных ядерных реакторов

5.2. Расчет гомогенизированных ядерных концентраций в ячейке (гомогенизация ячейки)

5.3. Основы метода вероятности первых столкновений

5.4. Применение метода ВПС для расчета параметров

5.5. Расчет активной зоны ядерного реактора