ФУ Лаба 6
.docxНАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»
ОТЧЕТ
о выполнении лабораторной работы №6
"Динамика реакторов при больших скачках реактивности (нейтронные вспышки)"
по курсу
«Физические установки»
Выполнила: Сарьян Р.Р.
Принял: Афанасьев В.В.
Москва 2013г.
Цель работы: изучение динамики реакторов в режиме нейтронной вспышки и обратных связей, влияющих на параметры вспышки.
Введение
Модель: ядерный реактор в точечном приближении с обратными связями в реактивности по температуре топлива и замедлителя; запаздывающие нейтроны представлены шестью группами.
Исходное состояние: критическое.
При быстром вводе большой положительной реактивности, превышающей β, в реакторе происходит быстрое, неуправляемое повышение мощности (нейтронная вспышка). Процесс завершается разрушением реактора или самогашением за счет отрицательных эффектов реактивности.
Режим нейтронных вспышек используют в некоторых конструкциях исследовательских импульсных реакторов. Длительность вспышки при большом положительном скачке реактивности соизмерима с временем жизни мгновенных нейтронов в реакторе, поэтому на процесс ее формирования могут влиять только быстрые обратные связи, например, по температуре топлива. В связи с малым временем вспышки теплоотводом из активной зоны можно пренебречь.
Задание 1.
Было произведено моделирование вариантов переходных процессов при различных ступенчатых входных реактивностях.
Таблица 1.
1β |
5.6471 |
3.5971 |
- |
- |
- |
620 |
- |
0 |
∞ |
2β |
78.422 |
1.0791 |
10.289 |
61.44 |
1935.1125 |
1900 |
54.43 |
38.4 |
0.625 |
3β |
270.76 |
0.6475 |
12.491 |
245.76 |
3068.2626 |
3180 |
89.72 |
76.8 |
0.3125 |
4β |
581.33 |
0.5036 |
12.981 |
552.96 |
4220.9066 |
4460 |
127.5 |
115.2 |
0.2083 |
5β |
1028.6 |
0.3957 |
13.727 |
983.04 |
5453.4853 |
5740 |
165.1 |
153.6 |
0.1563 |
Таблица 2.
1β |
4.984 |
0.1 |
- |
- |
- |
620 |
- |
0 |
∞ |
2β |
2110.6 |
0.0158 |
6.1694 |
2048 |
1054.4254 |
1046.7 |
13.1 |
12.8 |
0.0062 |
3β |
8357,5 |
0.0094 |
6.0151 |
8192 |
1484.7766 |
1473.3 |
26 |
25.6 |
0.0031 |
4β |
18324 |
0.0065 |
6.4363 |
18432 |
1916.8778 |
1900 |
38.91 |
38.4 |
0.0021 |
5β |
32053 |
0.005 |
6.7981 |
32768 |
2347.4498 |
2326.7 |
51.72 |
51.2 |
0.0016 |
Рис. 1 Переходный процесс мощности для 1 и 2 таблицы соответственно
Рис. 2 Переходный процесс температуры топлива для 1 и 2 таблицы соответственно
Рис. 3 Переходный процесс полной реактивности для 1 и 2 таблицы соответственно
Рис. 4 Зависимости от величины скачка реактивности для набора данных:
Рис. 5 Зависимости от величины скачка реактивности для набора данных:
Задание 2.
В заданиие были смоделированы переходные процессы при плавном введении большой реактивности в сравнении с ступенчатым введением такой же величины реактивности.
Рис. 6 Зависимость мощности от времени для плавного и резкого ввода реактивности.
Рис. 7 Зависимость полной реактивности для плавного и резкого ее ввода
Рис. 8 Зависимость температуры топлива для плавного и резкого ввода реактивности
Заключение
В данной работе требовалось изучить динамику реакторов в режиме нейтронной вспышки и обратных связей, влияющих на параметры вспышки.
В первом задании были смоделированы нейтронные вспышки при различных скачках реактивности, а также рассчитаны значения максимальной мощности, максимальной температуры топлива, выделившейся энергии и эффективного времени по формулам Нордгейма-Фукса. По результатам работы были построены графики мощности, температуры топлива и реактивности от времени и от величины скачка реактивности, а также сравнительно с результатами формул Нордгейма-Фукса. Данное задание было выполнено для двух вариантов исходных данных (изменены коэффициент реактивности по температуре топлива, время жизни мгновенных нейтронов и время наблюдения).
Во втором задании был смоделирован переходный процесс при плавном введении большой реактивности в сравнении с ступенчатым введением такой же величины реактивности. Результатами явились графики зависимости температуры топлива, полной реактивности и мощности от времени.