Содержание. Глава 1. Физические основы получения энергии в реакторе 6

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ В ЯДЕРНОМ РЕАКТОРЕ

С.Т. Лескин, А.С. Шелегов

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 1. Физические основы получения энергии в реакторе 6

1.1. Строение вещества. 6

1.2. Строение ядер и свойства ядерных сил. 8

1.3. Энергия связи и устойчивость ядер атомов. 9

1.4. Высвобождение и трансформация энергии при делении ядер 12

1.5. Виды ядерных взаимодействий. Сечения реакций. 14

1.5.1. Реакция деления. 15

1.5.2. Радиационный захват. 16

1.5.3. Рассеяние. 16

1.5.4. Ещё три нейтронные реакции. 17

1.6. Распределение нейтронов по их энергиям. Замедление нейтронов 20

1.7. Замедлитель нейтронов и его характеристики. 23

1.7.1. Замедляющая способность. 25

1.7.2. Коэффициент замедления. 26

2. Цепная реакция. Коэффициент размножения. Реактивность. 30

2.1. Цепная ядерная реакция (ЦР) 30

2.2. Коэффициент размножения нейтронов в бесконечной среде. 31

2.3. Формула четырех сомножителей. 32

2.4. Эффективный коэффициент размножения. 34

2.5. Общий вид диффузионного уравнения. 36

3. Диффузионное уравнение. Решение для простых геометрий. 37

ГЛАВА 2. Ядерный реактор как источник энергии.. 41

2.1. Определение ядерного энергетического реактора. 41

2.2. Классификация реакторов. 43

2.2.1. Реакторы на тепловых нейтронах. 43

2.2.2. Реакторы на промежуточных нейтронах. 44

2.2.3. Реакторы на быстрых нейтронах. 45

2.2.4. Гомогенный реактор. 46

2.2.5. Гетерогенный реактор. 46

2.2.6. Конструктивное исполнение. 47

2.2.7. По назначению.. 47

2.3. Требования к конструкции активной зоны. 48

2.4. Особенность ядерного реактора как источника тепла. 52

ГЛАВА 3. Компоненты активных зон реакторов.. 54

3.1. Топливные материалы и композиции. 54

3.1.1. Металлическое топливо. 54

3.1.2. Керамическое топливо. 55

3.1.3. Неокисные соединения урана, тория и плутония. 56

3.1.4. Дисперсное топливо. 57

3.2. Замедлители в ядерных реакторах. 57

3.3. Теплоносители. Требования, предъявляемые к ним. 59

3.3.1. Основные требования. 59

3.3.2. Вода. 60

3.3.3. Органические теплоносители. 61

3.3.4. Жидкометаллические теплоносители. 61

3.3.5. Газообразные теплоносители. 62

3.4. Конструкционные материалы элементов активных зон. 63

3.4.1. Алюминий и его сплавы.. 64

3.4.2. Магний и его сплавы.. 64

3.4.3. Бериллий. 64

3.4.4. Цирконий и его сплавы.. 65

3.4.5. Нержавеющие стали. 65

3.4.6. Графит. 66

3.5. Действие реакторных излучений на материалы.. 67

3.6. Поглотители. Их роль в ядерных реакторах. 68

ГЛАВА 4. Общие вопросы эксплуатации реакторов.. 71

4.1. Роль запаздывающих нейтронов в ядерном реакторе. 71

4.2. Кинетика реактора. 75

4.2.1. Уравнение кинетики реактора. 76

4.2.2. Решение уравнений кинетики реактора. 79

4.3. Надкритическое, критическое и подкритическое состояние реактора 84

4.3.1. Надкритическое состояние реактора. 84

4.3.2. Подкритическое и критическое состояние реактора. 87

Глава 5. Органы регулирования ректора.. 89

5.1. Методы изменения реактивности. 89

5.2. Эффективность одиночного управляющего стержня. 90

5.3. Эффективность системы стержней. 93

5.4. Эффективность частично погруженного стержня. 94

5.5. Простейшие методы градуировки подвижных поглотителей 97

5.5.1. Метод разгона. 98

5.5.2. Метод компенсации. 101

5.5.3. Особенности градуировки методом компенсации при очень тяжёлом эталонном поглотителе. 103

5.5.4. Взвешивание методом «сброса». 104

Глава 6. Эффекты реактивности.. 106

6.1. Эффекты реактивности в реакторах ВВЭР. 107

6.1.1. Температурный и барометрический эффекты реактивности. 107

6.1.2. Барометрический эффект реактивности. 109

6.1.3. Мощностной эффект реактивности. 110

6.1.4. Переходные процессы в реакторе с мощностным эффектом реактивности. 112

6.2. Эффекты и коэффициенты реактивности реактора РБМК-1000. Влияние изменения параметров реактора на его реактивность. 114

6.2.1. Температурный эффект (коэффициент) реактивности. 114

6.2.2. Мощностной коэффициент реактивности. 117

6.2.3. Паровой коэффициент реактивности. 119

Глава 7. Выгорание, отравление и шлакование реактора 123

7.1. Общие сведения. 123

7.2. Накопление и выведение Xe-135. 126

7.3. Влияние ксенона на работу реакторов в переходных режимах 127

7.4. Ксеноновые колебания. 129

7.5. Отравление Самарием-149. 130

7.6. Отравление реактора другими нуклидами. 132

7.7. Кинетика выгорания топлива. 133

7.8. Глубина выгорания. 136

Глава 8. Тепловые процессы в ядерном реакторе.. 139

8.1. Средняя температура теплоносителя. 139

8.2. Температура теплоносителя на входе в реактор, ее связь с мощностью 143

5.3. Соотношение температуры насыщения и давления. 145

8.4. Профиль температур в топливе, оболочке и теплоносителе 147

8.5. Поведение реактора при изменении расхода циркуляции через активную зону 159

8.6. Мощность реактора. Диапазоны мощности. 167

8.7. Особенности эксплуатации ЯЭР в различных диапазонах уровня мощности 173

8.8. Кризис теплообмена, условия его возникновения. 178

Перечень сокращений.. 182

Список рекомендуемой литературы... 183