理论教育 慢化剂中的热源及其影响分析

慢化剂中的热源及其影响分析

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:慢化剂中所产生的热量主要是裂变中子的慢化、吸收裂变产物放出的β粒子的一部分能量、吸收各种γ射线的能量。应当指出,如果冷却剂和慢化剂是同一种材料,例如水-水反应堆,则慢化剂的冷却问题就可以合并在元件的冷却问题中一并考虑,如果冷却剂是液体而慢化剂是固体,例如水-石墨堆,则慢化剂的冷却必须专门考虑。

慢化剂中的热源及其影响分析

慢化剂中所产生的热量主要是裂变中子的慢化、吸收裂变产物放出的β粒子的一部分能量、吸收各种γ射线的能量。因为裂变中子的大部分动能都在初始几次的碰撞中失去,因此由它产生的热源分布将取决于快中子的平均自由程。在以轻水作为慢化剂的反应堆内,快中子的平均自由程短,慢化剂中热源的分布大致与中子注量率的分布相同;若反应堆内快中子的平均自由程长,慢化剂中热源的分布就接近于均匀分布。慢化剂中的体积释热率可近似地用式(2-27)表示

式中 q‴m——慢化剂中的体积释热率,W/cm3

q‴——均匀化处理后堆芯某一位置上的体积释热率,W/cm3

——慢化剂的平均密度,g/cm3

——堆芯材料的平均密度,g/cm3

Σs——快中子宏观弹性散射截面,cm-1

φf——快中子注量率,中子/(cm2·s);(www.daowen.com)

ΔE——每次碰撞的平均能量损失,MeV,由式(2-28)给出

式中 Efa——快中子的能量,MeV;

Et——热中子的能量,MeV;

n——快中子慢化成热中子所需的平均碰撞次数,n=ln(Efa/Et)/ξ,其中ξ为平均对数能量衰减。

应当指出,如果冷却剂和慢化剂是同一种材料,例如水-水反应堆,则慢化剂的冷却问题就可以合并在元件的冷却问题中一并考虑,如果冷却剂是液体而慢化剂是固体,例如水-石墨堆,则慢化剂的冷却必须专门考虑。

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