- •1 Введение
- •Новые технологии и общественный риск
- •Физика реактора
- •Деление ядра 236u после захвата нейтрона ядром u235. Возникающая при этом деформация приводит к разрыву ядра
- •Спектр нейтронов деления
- •Три способа осуществить сцр:
- •Выделение энергии при цепной реакции деления При одном акте деления выделяется около 200 МэВ 3,1*10-11 Дж.
- •Радиоактивность
- •Виды радиоактивного распада
- •Прохождение излучения через вещество
- •Устройство ядерного энергетического реактора Первый контур окружён радиационной защитой
- •Устройство ядерного заряда
- •Оценки суточного расхода топлива в реакторе ввэр-!000 и при взрыве ядерного заряда мощностью 100 кт тнт.
- •Ядерный заряд деления
- •2. Оценка энерговыделения после остановки реактора ввэр-1000
- •Условия возникновения и развития цепной реакции деления. Коэффициент размножения.
- •Где sf и sa - микроскопические сечения деления и поглощения
- •Сечения поглощения и деления для тепловых нейтронов
- •Захват n0 в уране приведет к испусканию Noh быстрых нейтронов в
- •Воспроизводство ядерного топлива.
- •Оценка безопасной концентрации 239 Рu в воде
- •Замедление и диффузия нейтронов в реакторе. ( нужна для вычисления p)
- •Вероятность дожить до тепловой – 0,12 Тепловые нейтроны
- •Уравнение баланса. Пространственное распределение плотности потока нейтронов
- •Уравнение баланса (уравнением диффузии)
- •Диффузионные параметры замедлителей
- •Реактор – пластина.
- •Оценка критической массы 235u в сфере из Be
- •Естественный ядерный реактор.
- •Вероятность избежать резонансного поглощения
- •Функционирование
- •Тепловыделение и отвод тепла в ядерных реакторах
- •Механизмы переноса тепла
- •Ориентировочные значения плотности тепловых потоков, Вт/м2: Из внутренних слоев Земли 0,063
- •От тепловыделяющих элементов яэу (1-5) 106
- •Числа подобия.
- •Теплоносители
- •Нестационарный ядерный реактор Уравнения кинетики и реактивность.
- •Точечная модель кинетики реактора
- •Обратные связи по реактивности.
- •Управление реактором
- •Неуправляемая цепная реакция.
- •Почему прекратилась сцр ?
- •Ввэр -1000
- •Нейтроны Расчет исследовательского реактора
- •10 Исходные данные:
- •20 Определение средней плотности энерговыделения qV :
- •30 Определение объёма аз.
- •40 Оценка запаса до кипения
- •50 Выбор обогащения X (сокращённый вариант)
- •Из требования :
- •50 Выбор обогащения X (сокращённый вариант) из требования :
- •60 Плотность потока нейтронов.
- •Типы ускорителей заряженных частиц и принципы их работы.
- •Рентгеновская трубка
- •Ускорители прямого действия
- •Циклические ускорители
- •Циклотрон
- •Фокусировка.
- •Синхротрон и изохронный циклотрон
- •Синхротроны
- •Линейные ускорители (лу)
- •Линейный ускоритель электронов (луэ)
- •Физические постоянные (округленные до 4 знаков)
- •Типы ускорителей заряженных частиц и принципы их работы.
- •Рентгеновская трубка
- •Ускорители прямого действия
- •Циклические ускорители
- •Циклотрон
- •Фокусировка.
- •Синхротрон и изохронный циклотрон
- •Синхротроны
- •Линейные ускорители (лу)
- •Линейный ускоритель электронов (луэ)
- •Физические постоянные (округленные до 4 знаков)
Синхротрон и изохронный циклотрон
В синхротроне f ВЧ переменная
f= qB/m = qBc2/2pm0c2(1 +Ek/m0c2)
f совпадает с частотой вращения лишь небольшой группы частиц.
Синхротрон работает в импульсном режиме с частотой повторения циклов, равной частоте модуляции высокого напряжения. Длительность отдельного импульса порядка сотен микросекунд. Вследствие этого ток ускоренных частиц не превосходит 2—3 мкА, наружу выводится лишь несколько процентов внутреннего тока.
DE/E @ 10-2 , внутренняя мишень может служить источником мезонов. Ускоряются протоны, дейтоны и a-частицы сотен МэВ. Epmax 800—1000 МэВ.
Циклотрон с азимутальной вариацией магнитного поля (изохронный циклотрон). fВЧ= const. <B> увеличивается по радиусу и варьируется по азимуту. Фокусирующие силы больше дефокусирующих. Токи близки к циклотронным, энергия достигает нескольких сотен МэВ. Предусматривается изменение энергии частиц в десять и более раз. DE/E @ 0,2%
Задача. Оценить радиус и массу магнита гатчинского синхроциклотрона на 1 ГэВ при B = 2 Тл.
r = Еполн/qBc = (931 + 1000) *1,610-13 /1,610-192*3108 = 3,2 м
Синхротроны
Циклические ускорители с переменным во времени магнитным полем и изменяемой частотой.
Частица движется по окружности с постоянным радиусом внутри тороидальной камеры. Магнит ускорителя кольцевой с радиусом до нескольких тысяч м, а энергию частиц до сотен ГэВ. режим работы – импульсный (5 - 10 имп/мин с 1012-1014 p/имп)
В электронных синхротронах после инжектора ve = c f = const и изменяется только B.
Электроны при движении по окружности генерируют тормозное излучение. Интенсивность растёт с уменьшением R и увеличением E.
При Ee = 10 ГэВ и R = 30 м потери на излучение за 1 оборот составляют 29,5 МэВ. Ie несколько мкА
Электронные синхротроны создаются для генерации синхротронного излучения,
Например, на Курчатовском источнике СИ, который относится источникам 2-го поколения, энергия электронов равна 2.5 ГэВ. У первых источников время жизни электронов в кольце составляло около часа, у второго поколения — 10 часов, у третьего приближается к 100 часам.
Курчатовский источник синхротронного излучения (КИСИ) представляет собой сложный инженерный комплекс, в состав которого входит форинжектор - линейный ускоритель электронов на энергию 80-100 МэВ, малое накопительное кольцо «Сибирь-1» на энергию 450 МэВ и большое накопительное кольцо «Сибирь-2» на энергию 2,5 ГэВ. Комплекс предназначен для генерации ярких пучков электромагнитного излучения в ИК, УФ и рентгеновской областях спектра в диапазоне длин волн от 0,1 до 2000 .Проектные параметры
-
Параметры накопителей
«Сибирь-2»
«Сибирь-1»
Энергия, ГэВ
2.5
0.45
Ток (однобанчевый режим), мА
100
150
Ток (многобанчевый режим), мА
300
Длина орбиты, м
124.1
8.7
Критическая энергия СИ, кэВ
7.1
0.21
Горизонт. эмиттанс, нм*рад
76
880
Число пучков из поворот. магнитов
24
8
Время жизни, час
10
6
Длина сгустка, см
4.4
60
Число прямых участков
9
Поле поворотного магнита, Т
1.7
1.5
Линейный ускоритель
Накопитель «Сибирь-1» |
|
Накопитель «Сибирь-2» |