理论教育 能量沉积的影响和作用

能量沉积的影响和作用

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:高能β粒子在燃料内的射程小于0.3 mm,所以高能β粒子的能量可认为大部分在燃料元件内转变为热能。在缺乏精确数据的情况下,对于热堆,可以假定90%以上的总裂变能是在燃料元件内转变成热能的,大约5%的总裂变能在慢化剂中转变成热能,而余下的不足5%的总裂变能量则是在反射层、热屏蔽等部件中转变为热能的。

能量沉积的影响和作用

裂变碎片的动能约占总能量的84%,它在燃料中的射程极短,约为0.01 mm,所以可以认为这部分能量是在发生裂变处就地释放出来的,只有极少部分裂变碎片会穿入燃料包壳内,但不会穿透。在干净和均匀装载的反应堆内,由裂变碎片动能转变成的热能分布与燃料元件内中子注量率(又称为中子通量密度)的分布基本相同。裂变中子在与慢化剂的头几次碰撞中就失去了大部分的动能,它的射程由几厘米到几十厘米不等。由裂变中子所产生热量的分布取决于它的平均自由程。裂变过程中产生的γ射线(包括瞬发γ射线和缓发γ射线)穿透能力极强,因此它的能量将分别在堆芯、反射层、热屏蔽和生物屏蔽中转变为热能,也有极少部分γ射线穿出到堆外。高能β粒子在燃料内的射程小于0.3 mm,所以高能β粒子的能量可认为大部分在燃料元件内转变为热能。只有少部分的高能β粒子穿出燃料元件进入慢化剂,但它们不会穿出到堆芯外面去。

如果令单位体积内的释热为q‴(r)。要知道q‴(r)为r点的邻域内所产生的能量,所产生物质经过r点。如果令qi‴(r,E)上表示反应产物i在r处所放出的热量。为了得到在r处总释热,必须把所有能谱的粒子释放能量积分而得到

根据该式计算堆芯某一特定点的释热非常困难。然而,根据已有的反应堆物理分析方法可以较为准确地计算在反应堆堆芯各点的释热。(www.daowen.com)

在缺乏精确数据的情况下,对于热堆,可以假定90%以上的总裂变能是在燃料元件内转变成热能的,大约5%的总裂变能在慢化剂中转变成热能,而余下的不足5%的总裂变能量则是在反射层、热屏蔽等部件中转变为热能的。在压水动力堆的设计中,通常取燃料元件的释热量占堆总释热量的97.4%;而在沸水堆中取燃料元件的释热量占堆总释热量的96%。

从以上的分析可以知道,裂变能的绝大部分是在燃料元件内转变为热能,所以输出燃料元件内所产生热量的热工水力问题就成为反应堆设计的关键问题之一。

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