Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов (Спецкурс №2)



Дата06.01.2013
Размер74.3 Kb.
ТипРеферат

Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов (Спецкурс №2)



1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
1.1. Цель преподавания дисциплины

Курс “ Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов” является профилирующим спецкурсом для специальности в рамках классической нейтронной физики. Цель преподавания курса заключается в освоении студентами основных понятий теории ядерных реакторов, процессов, происходящих в них и описания этих процессов уравнениями в диффузионном приближении.
1.2. Задачи изучения дисциплины:

- приобретение знаний об основных характеристиках процессов взаимодействия нейтронов с ядрами среды, способах описания поведения нейтронного поля;

- изучение понятий, связанных с процессами замедления и диффузии нейтронов в среде с делящимися ядрами;

- формирование представлений об энергетике процесса деления ядер, кинетике взаимодействия и явлениях, ограничивающих стационарный режим работы реактора;

- ознакомление с основами приближенного метода расчета реакторов простых геометрий гомогенного состава.
1.3. Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо студентам для изучения данной дисциплины:

  1. 3.1. Дифференциальное и интегральное исчисления.

  1. Дифференциальные уравнения.

  2. Атомная физика.

  3. Ядерная и нейтронная физика.

  4. Статистическая физика.

  5. Физика газов.

  6. Операционное исчисление.

  7. Специальные функции.


2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

  1. Наименование тем, их содержание и объем в часах лекционных занятий

  1. Введение. Производство энергии. Источники энергии. Запасы органи­ческого топлива, ресурсы по реакциям деления и синтеза. Перспективы развития ядерной энергетики. /1 - 1/

  2. Основные понятия теории ядерных реакторов. Определение и простейшая реализация ядерного реактора. Вероятность избежать утечки. Типичные реакции (U + n), выход и энергия нейтронов, эффективный коэффициент размножения, режимы реактора. Условия работы реактора, деление и конвертирование ядер изотопов урана и тория. Коэффициент воспроизводства. /3 - 4/

  3. Классификация реакторов: по энергии нейтронов, по назначению, по ядерному горючему, по структуре активной зоны, по теплоносителю, по отражателю, по замедлителю. Схема реактора. /1 - 5/

  4. Ядерные процессы в реакторах. Механизм ядерных реакций, каналы реакций, ядерные уровни энергий, спектры для ядер различной массы, ширина уровня. Резонансное поглощение, формула Брэйта-Вигнера для зависимости сечений взаимодействия от энергии нейтронов. /2 - 7/

  5. Рассеяние и замедление нейтронов. Неупругое рассеяние, резонансное и потенциальное упругое рассеяние.
    Замедление нейтронов, тепловое равновесие, требование к материалу замедлителя. /1 - 8/

  6. Нейтронные поперечные сечения. Определение сечения, плотность тока нейтронов. Полное сечение; сечения: упругого и неупругого рассеяния, поглощения, деления, увода, полное замедления, интегральное радиационного захвата (индексы сечений: total, scattering, elastic, inelastic, absorption, fracture, capture, radiation). Ослабление тока нейтро­нов, макросечения взаимодействия, аддитивность, длина свободного пробега. /2 - 10/

  7. Нейтронные реакции. Выход реакций. Поток нейтронов. Основные свой­ст­ва реакций деления, осколки деления. Мгновенные и запаздывающие нейтроны. Спектр нейтронов деления. Схема типичного распада с запаздывающими нейтронами (Kr87). Механизм деления ядер, критическая энергия и энергия связи, пороговая энергия деления. Продукты деления. Баланс освобождающейся энергии. /2 - 12/

  8. Условия стационарной реакции деления. Цепная реакция деления (ЦР). Коэффициент размножения K реактора бесконечных размеров. Коэффициент размножения на быстрых нейтронах (БН). Вероятность избежать резонансного зах­ва­та. Коэффициент теплового использования. Формула четырех сомножителей. Обо­га­щение топлива для поддержания ЦР. Примеры (Е) для C12, B10, U235, U238. /1 - 13/

  9. Возможность расширенного воспроизводства делящихся изотопов. Бридеры. КВ для различных типов реакторов. /0.5 - 13.5/

  10. Утечка нейтронов. Схема баланса нейтронов в реакторе на тепловых нейтронах (ТН) конечных размеров. /0.5 - 14/

  11. Действие запаздывающих нейтронов. Распределение нейтронов в реакторе. Граничное условие. Замедление в бесконечных средах, основные процессы. Упругое рассеяние. Вероятность приобретения энергии в dE. Средний косинус угла рассеяния. Логарифмический декремент энергии. Коэффициент замедления. /2 - 16/

  12. Летаргия. Энергетический спектр замедляемых нейтронов. Замедление в водороде без поглощения. Спектр Ферми. Плотность замедления. Замедление без поглощения в неводородных средах, модель непрерывного замедления. Примеры реальных спектров в реакторах на ТН и БН. Замедление в бесконечных средах при наличии поглощения, вероятность избежать резонансного захвата в водородных средах и средах с массовыми числами A>1. Эффективный резонансный интеграл. Эффект Доплера, уширение пиков макросечений. /2 - 18/

  13. Диффузия нейтронов. Плотность тока нейтронов. Закон Фика. Коэффициент диффузии, транспортное сечение рассеяния. Уравнение диффузии. Граничные условия, экстраполированная граница. Точечный источник в бесконечной среде. Бесконечный плоский источник. Длина диффузии. Альбедо, таблица значений для H2O, D2O, Be, C. Реактор без отражателя в одногрупповом прибли­жении. Материальный и геометрический параметры. /2 - 20/

  14. Теория возраста. Уравнеие диффузии с учетом зам едления, уравнение возраста. Точечный источник БН в бесконечной среде. Физический смысл возраста. Время диффузии и время замедления. Гомогенный реактор без отражателя на ТН. Система уравнений диффузии и возраста. Собственные значения и собственные функции. Волновое уравнение. Условие критичности (ВГ и ВМ). Вероятность избежать утечки. Геометрические параметры шаровидного и цилиндрического реакторов. /4 - 24/

  15. Оценка критических размеров ядерных реакторов. Большие реакторы. Площадь миграции. Экспериментальное определение критических размеров. Гомо­генный реактор с отражателем, свойства отражателя, распределение нейтронов в реакторе с отражателем и его критические размеры (решение для пластины). Эффективная добавка отражателя. /3 - 27/

  16. Временной режим реактора без отражателя на ТН. Период реактора. Уравнение диффузии с учетом запаздывающих нейтронов. Реактивность. Анализ решения. Малые и большие реактивности. Вес. /2 - 29/

  17. Управление реактором. Нарушение нейтронного баланса. Классифика­ция регулирующих стержней (компенсирующие, РР, АР, АЗ). Вес стержня в цилин­дрическом реакторе при слабом возмущении, влияние стержня на утечку. /1 - 30/

  18. Изменение изотопического состава ядерного горючего. Отравление реактора продуктами деления. Стационарная плотность ядер Xe135. Величина отрав­ления. Накопление ксенона после останова реактора. Иодная яма. Зашлаковывание, потери в шлаках, коэффициент выгорания, группы шлаков. Последовательное погло­щение нейтронов (Sm  Eu), сумма потерь в шлаках. /3 - 33/

  19. Изменение реактивности при выгорании горючего и его воспроизводст­ве. КВ для природного состава урана. Глубина выгорания топлива. Условия осуществления ядерного взрыва. Нейтронная бомба. Температурный коэффициент реактивности. Изменение реактивности по мере выгорания топлива. /2 - 35/

  20. Теория возмущений в эффективном одногрупповом приближении. Коэффициент квадратичного усреднения. Эффективность регулятора от глубины погружения. /2 - 37/

  21. Гетерогенные ядерные реакторы. Особенности гетерогенных систем. Главные эффекты размещения урана в виде блоков (блок-эффекты). Вычисление коэффициента размножения для гетерогенных систем: коэффициент теплового использования, коэффициент проигрыша, коэффициент размножения на БН, веро­ят­ность избежать резонансного захвата. Особенности реактора на БН. Энергонапря­женность: (ВВЭР, ВВРК, ГГР, РБМК, БН, жидкотопливные). Тепловыделение. /3 - 40/

  22. Действие облучения на материалы реактора. Радиационный рост урана. Распухание урана при облучении. Коэффициенты радиационного роста и рас­пухания. Структурирование топлива для снижения указанных эффектов. /2 - 42/

  23. Топливо ядерных реакторов. Расширенное воспроизводство, время удвоения. Электроядерный бридинг. Переработка ТВЭЛов (химический способ, электрохимический - хлоридный и фторидный). Флюенс. Плутониевое накопление. /1 - 43/

  24. Многогрупповая система уравнений ядерного реактора в диффузион­ном приближении. Сечение увода и другие межгрупповые соотношения. Прибли­женный метод расчета критических масс реакторов с бесконечным отражателем (метод Шихова-Новожилова). Алгоритм метода на основе системы основных и сопряженных уравнений. 26-групповая система констант. Одногрупповое уравнение. Метод последовательных приближений. Условие нормировеки потока. Порядок решения уравнений для нахождения потоков и ценностей. Эффективное одногруппо­вое уравнение для активной зоны и отражателя. Последующие итерации, вычисление утечки, сходимость метода. /8 - 61/


Если остается время – решение задач.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐА

(îñíîâíàÿ)

  1. Àðöèìîâè÷ Ë.À. Óïðàâëÿåìûå òåðìîÿäåðíûå ðåàêöèè. Ì, Àòîìèçäàò, 1963.

  2. Âåéíáåðã À., Âèãíåð Å. Ôèçè÷åñêàÿ òåîðèÿ ÿäåðíûõ ðåàêòîðîâ. Ì, ÈË, 1961.

  3. Ãàëàíèí À.Ä. Òåîðèÿ ÿäåðíûõ ðåàêòîðîâ íà òåïëîâûõ íåéòðîíàõ. Ì, Àòîìèçäàò, 1959.

  4. Ãàíåâ È.Õ. Ôèçèêà è ðàñ÷åò ðåàêòîðà. Ì, Ýíåðãîèçäàò, 1981.

  5. Ãëåñòîí Ñ., Ýäëóíä Ì. Îñíîâû òåîðèè ÿäåðíûõ ðåàêòîðîâ. Ì, ÈË, 1954.

  6. Äåìåíòüåâ Á.À. Êèíåòèêà è ðåãóëèðîâàíèå ÿäåðíûõ ðåàêòîðîâ. Ì, Àòîìèçäàò, 1973.

  7. Êëèìîâ À.Í. ßäåðíàÿ ôèçèêà è ÿäåðíûå ðåàêòîðû. Ì, Àòîìèçäàò, 1971.

  8. Ëóêüÿíîâ Ñ.Ä. Ãîðÿ÷àÿ ïëàçìà è óïðàâëÿåìûé ÿäåðíûé ñèíòåç. Ì, Íàóêà, 1975.

  9. Ìàð÷óê Ã.È. Ìåòîäû ðàñ÷åòà ÿäåðíûõ ðåàêòîðîâ. Ì, Àòîìèçäàò, 1961.

  10. Ìàð÷óê Ã.È. ×èñëåííûå ìåòîäû ðàñ÷åòà ÿäåðíûõ ðåàêòîðîâ. Ì, Àòîìèçäàò, 1958.

  11. Ìåãðåáëèàí Ð., Õîëìñ Ä. Òåîðèÿ ðåàêòîðîâ. Ì., Àòîìèçäàò, 1962.

  12. Ìåððåé Ð. Ôèçèêà àòîìíûõ ðåàêòîðîâ. Ì, Àòîìèçäàò, 1959.

  13. Ïàëìåð Ð., Ïëàòò À. Ðåàêòîðû íà áûñòðûõ íåéòðîíàõ. Ì, Ãîñàòîìèçäàò, 1963.


(äîïîëíèòåëüíàÿ)

  1. Ìàð÷óê Ã.È., Ëåáåäåâ Â.È. ×èñëåííûå ìåòîäû â òåîðèè ïåðåíîñà íåéòðîíîâ. Ì, Àòîìèçäàò, 1971.

  2. Ìåëüíèêîâ Í.Ï. Êîíñòðóêòèâíûå ôîðìû è ìåòîäû ðàñ÷åòà ÿäåðíûõ ðåàêòîðîâ. Ì, Àòîìèçäàò, 1972.

  3. ïîä ðåäàêöèåé Ìîðîõîâà È.Ä. Àòîìíàÿ íàóêà è òåõíèêà â ÑÑÑÐ. Ì, Àòîìèçäàò, 1977.

  4. Ïåòðîñüÿíö À.Ì. Àòîìíàÿ ýíåðãåòèêà çàðóáåæíûõ ñòðàí. Ì, Àòîìèçäàò, 1974.

  5. Ïåòðîñüÿíö À.Ì. Îò íàó÷íîãî ïîèñêà ê àòîìíîé ïðîìûøëåííîñòè. Ì, Àòîìèçäàò, 1972.


Похожие:

Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов (Спецкурс №2) iconЭкспериментальные и теоретические исследования процессов плазменной газификации углеродсодержащих техногенных отходов
Сибирского отделения ран, старший научный сотрудник лаборатории физики плазменно-дуговых и лазерных процессов
Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов (Спецкурс №2) iconТеоретические основы разработки микроструктурированных реакторов для каталитических процессов 05. 17. 08 Процессы и аппараты химических технологий
Теоретические основы разработки микроструктурированных реакторов для каталитических процессов
Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов (Спецкурс №2) icon05. 13. 17. Теоретические основы информатики Математические основы
Классификация случайных процессов / случайные в широком и узком смысле, эргодические и др
Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов (Спецкурс №2) iconВ. В. Иванов фгбоу впо азово-Черноморская государственная агроинженерная академия
Вейвлет-анализ как инструмент анализа геомагнитных вариаций: теоретические основы и экспериментальные результаты
Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов (Спецкурс №2) iconТеоретические основы радиолокации
Данное пособие является продолжением цикла лабораторных работ дисциплины "Теоретические основы радиолокации". В него включены две...
Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов (Спецкурс №2) iconСпецкурс «физические основы инженерного творчества»
Важнейшей составной частью профессиональной подготовки инженеров является изучение курса физики. В ходе изучения физики студенты...
Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов (Спецкурс №2) iconПримерная программа дисциплины " Теоретические основы электротехники" Рекомендуется для специальности подготовки
Изучение дисциплины «Теоретические основы электротехники» направлено на формирование у студента следующих компетенций
Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов (Спецкурс №2) iconО возможности экстрасенсорной коррекции ядерных процессов в живой материи
...
Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов (Спецкурс №2) iconI. Основы физических процессов в ядерных реакторах
Атом – это мельчайшая частица химического элемента. От строения атома зависят химические свойства элемента, в частности – его способность...
Теоретические и экспериментальные основы нейтронно-ядерных процессов (Спецкурс №2) iconЭкспериментальные и теоретические исследования особенностей формирования плазмоидов

Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org