2 Расчетная часть

Рисунок 1 Схема накопления изотопов

Для создания модели накопления H³и других изотопов в бериллиевом отражателе были построены схема накопления изотопов и система дифференциальных уравнений.

2.1 Вычисление плотности потока нейтронов

Плотность потока быстрых нейтронов на поверхности активной зоны для E= 1.5 МэВ и= 2.5 удовлетворительно определяется соотношением:

, см^–2с^–1.

где N– мощность активной зоны, Вт;– сечение выведения быстрых нейтронов в активной зоне, см^–1.

.

С учетом всего сечение выведения составило величину:

см^–1,

Поток быстрых нейтронов в активной зоне:

н/см²с.

Поток быстрых нейтронов в отражателе:

н/см²с.

2.2 Система дифференциальных уравнений

По данной схеме была записана система дифференциальных уравнений:

,

где– соответствующее сечение,– постоянная распада, Ф – поток,N– количество конкретного изотопа.

Обозначив ,,и,,получим:

Необходимо решить эту систему аналитически и представить ответ в виде:

.

Рассмотрим первое уравнение системы (1). Это однородное дифференциальное уравнение первого порядка, оно решается методом разделения переменных:

,

Проинтегрируем обе части уравнения:

,

или .

Обозначим и.

(1.1)

Рассмотрим второе уравнение системы (2). Это неоднородное дифференциальное уравнение первого порядка. Решение находится в виде суммы общего и какого-то частного решения этого уравнения.

Найдем общее решение уравнения, для этого запишем характеристическое уравнение:

.

Общим решением будет .

Частное решение будет иметь вид .

Подставив ив уравнение,найдем:

,

,

.

Решением уравнения (2) будет сумма общего и частного решения

.

Обозначив получим

. (2.2)

Подставив t=0, найдем:

,

Рассмотрим третье уравнение системы (3). Подставив вместоуравнение 2.2 получим

.

Оно решается также как уравнение (2):

Общее решение

Частные решения ,

,

.

,

.

Обозначив получим

.

Подставив t=0, найдем:

,

.

Рассмотрим четвертое (4) и пятое(5) уравнения системы.

.

Это система неоднородных дифференциальных уравнений первого порядка. Для решения данной системы проведем несколько действий:

1. Продифференцируем уравнение 4 по t

. (4.1)

2. Подставим в получившееся уравнение вместо , уравнение 5

. (4.2)

3. Из уравнения 4 выразим и подставим его в уравнение 4.2

. (4.3)

. (4.4)

4. Преобразуем уравнение 4.4 и подставим

,

. (4.5)

5. Это неоднородное дифференциальное уравнение второго порядка. Общее решение находиться из характеристического уравнения

,

,

,

,

.

Частные решения будем искать в виде

,,, где.

1. Подставим в уравнение 4.5 и выразим

,

.

2. Подставим в уравнение 4.5 и выразим

,

.

3. Подставим в уравнение 4.5 и выразим

,

.

1. 

1. Подставим ив уравнение 4.3

,

.

7. ,

,

где .

,

,

,

,

,

,

,

.

8. .

,

где ,,,,

,,.

Результаты расчетов представлены на графике:

Рисунок 2 Изменение концентрации трития в бериллиевом отражателе

Решив эти уравнения, можно сказать, что через 3000 часов непрерывной работы реактора концентрация бериллия составит:

.

Так как начальная концентрация бериллия составляет , то можно сказать, что изменение концентрации оказалось незначительным.

3 Производственная и экологическая безопасность при выполнении расчетных исследований на эвм

В современных условиях одним из основных направлений коренного улучшения всей профилактической работы по снижению производственного травматизма и профессиональной заболеваемости является повсеместное внедрение комплексной системы управления охраной труда, путем объединения разрозненных мероприятий в единую систему целенаправленных действий на всех уровнях и стадиях производственного процесса.

Охрана труда – это система законодательных, социально-экономических, организационных, технологических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Правила по охране труда и техники безопасности вводятся в целях предупреждения несчастных случаев, обеспечения безопасных условий труда работающих и являются обязательными для исполнения рабочими, руководящими, инженерно-техническими работниками.

Опасным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого в определенных условиях приводят к травме или другому внезапному, резкому ухудшению здоровья.

Вредным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего, в определенных условиях, приводит к заболеванию или снижению трудоспособности.