Среднее число нейтронов при делении тепловыми нейтронами. Роль деления урана-238 быстрыми нейтронами невелика

Исходные данные

Роль деления урана-238 быстрыми нейтронами невелика.

На уране-238

Коэффициент размножения в ограниченной среде

Условия возникновения и развития цепной реакции деления. Коэффициент размножения.

Оценка активности через месяц

Пусть средняя энергия на распад – 2 МэВ

Полная активность А = 10⁷Вт/2 МэВ*1,610^-13Дж/МэВ = 310¹⁹ Бк

1Бк = 1распад/с

L4 05,03.12

Аналогия:

Поколения в биологической популяции «Поколения нейтронов в среде.

Коэффициент размножения k_эф - отношение числа нейтронов в последующем поколении к числу нейтронов в предыдущем

Последующий анализ для безграничной (бесконечной) среды - k_¥

k_эф = k_∞P

Р – вероятность избежать ухода (утечки) из среды

Оценить к_эфф для России при убыли населения D= - 4*10⁵ 1/год и предсказать число жителей в 2050 г В 2008 N = 142 млн.

l = - D/N = 2,810^-3 1/год N(2050) =142exp(-2,810^-3*48)= 124 млн

Система (реактор):

• при k_¥ = 1 – критическая,
• при k_¥ > 1 – надкритическая,
• при k_¥ < 1 – подкритическая
• В естественном уране k_¥ < 1 из-за:

• неупругого рассеяния - s_ine,
• радиационного захвата - s_n,g

Гомогенная смесь урана и замедлителя (вещества с малой атомной массой и малым сечением захвата нейтронов)

Идея: за счёт быстрого сброса энергии нейтроном при упругом рассеянии на ядрах замедлителя уменьшить вероятность резонансного поглощения нейтронов и увеличить вероятность деления урана-235

нуклид	n	h
233U	2,49	2,29
235U	2,42	2,07
239Pu	2,87	2,11
241Pu	2,93	2,15

h = n

где s_f и s_a - микроскопические сечения деления и поглощения

,

где n_i – значение для i-го нуклида; S_fi – макроскопическое сечение деления тепловыми нейтронами, S_a полное макроскопическое сечение поглощения.