Порядок выполнения работы и обработка результатов. Первоначально проводятся измерения на призме, из которой извлечены кадмиевые вставки

Первоначально проводятся измерения на призме, из которой извлечены кадмиевые вставки.

1. Измеряется фоновая скорость счета. Измерения проводятся 5 7 раз, затем исключаются наибольшее и наименьшее значение измеренного фона, а по оставшимся значениям определяется среднее значение фоновой скорости счета и погрешность его определения.

2. На различных расстояниях от источника поводится два типа измерений: "детектор без кадмиевого чехла" и "детектор с кадмиевым чехлом". Измерения каждого типа проводятся аналогично измерению фоновой скорости счета. В результате для каждого расстояния получаем экспериментальные значения: N – скорость счета в случае детектора без кадмиевого чехла, и N_cd – скорость счета в случае детектора c кадмиевым чехлом. Определяются погрешности полученных результатов: и , соответственно.

3. Для каждого расстояния определяется скорость счета, обусловленная тепловыми нейтронами: N_т =N–N_cd. Рассчитывается среднее значение погрешность ее определения – .

4. Проводится логарифмирование всех значений N_т и определяется погрешность определения величины ln N_т – .Результаты измерений и расчетов заносятся в таблицу.

z, см	, с-1	, c-1	, c-1

5. По данным таблицы на график ln N_т = f(z) наносятся полученные значения lnN_т со своими доверительными интервалами. На определенных расстояниях от источника нанесенные данные могут быть с хорошей точностью аппроксимированы прямой. Это означает, что в данной области зависимость плотности потока тепловых нейтронов от расстояния имеет экспоненциальный характер. Поиск этой области производится методом наименьших квадратов.

6. Определив область экспоненциального спада, для призмы с извлеченными кадмиевыми вставками рассчитывается параметр и погрешность его определения (см. работу "Метод экспоненциальной призмы").

7. По соотношению (12) определяются доли поглощений тепловых нейтронов, приходящиеся на кадмиевые вставки и графит, со своими погрешностями. При этом значение параметра для призмы с кадмиевыми вставками может быть взято из результатов измерений и расчетов, проведенных в рамках работы "Метод экспоненциальной призмы".

8. Составляется отчет о работе, который должен включать следующее:

– кратко необходимые теоретические сведения и соотношения;

– результаты измерений и расчетов величин N, N_cd, N_т и погрешностей их определения;

– график зависимости lnN_т=f(z) и результаты определения области экспоненциального спада;

– результаты расчетов постоянной в рассматриваемой среде, а также погрешностей ее определения;

– результаты расчетов долей тепловых нейтронов, поглощенных в графите и кадмии, со своими погрешностями;

– аргументированные выводы по работе.

Литература

1. Кахан Т., Гози М. Физика и расчет ядерных реакторов.–М.: Изд-во Госкомитета по использованию атомной энергетики Совмина СССР, 1960.

2. Бартоломей Г.Г., Бать Г.А. и др. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов: Учебное пособие для вузов.–М.: Энергоатомиздат, 1989.

3. Смиренский О.В. Физика и расчет ядерных реакторов: Учебное пособие.–Томск: Изд-во ТПУ, 1997.

Контрольные вопросы

1. Сущность метода экспоненциальной призмы.

2. Что характеризует параметр в случае размножающей и неразмножающей среды ?

3. Формула 4-х сомножителей. Физический смысл всех входящих в нее коэффициентов.

4. Физический смысл коэффициента использования тепловых нейтронов.

5. Определение коэффициента использования тепловых нейтронов в гетерогенных и гомогенных размножающих средах.

6. Какая среда называется гетерогенной для нейтронов?

7. Преимущества и недостатки гетерогенных ядерных реакторов.

8. Компоновка активной зоны гетерогенных ядерных реакторов.

9. Методика расчета гетерогенных ядерных реакторов.

10. Сравнить величину коэффициента использования тепловых нейтронов в гетерогенном и гомогенном ядерном реакторе. Где больше и почему?

11. Как осуществляется расчет коэффициента использования тепловых нейтронов в реакторных ячейках различного типа?

12. Рассчитать коэффициент использования тепловых нейтронов для уран-графитового реактора с теплоносителем состава 56%Na- 44%K. Обогащение урана – 4%; шаг решетки – 22 см; диаметр трубы технологического канала, изготовленной из циркония – 100´1мм. В технологическом канале 7 стержневых ТВЭЛ диаметром 1,4 см, имеющих циркониевые оболочки толщиной 0,004 см.

13. При пропускании пучка нейтронов со скоростью 2200 м/с через кадмиевый фильтр толщиной 0,06 мм интенсивность потока уменьшилась вдвое. Определить сечение поглощения тепловых нейтронов.

14. Вычислить коэффициент использования тепловых нейтронов для гомогенной смеси природного урана и графита, если отношение числа атомов замедлителя к числу атомов урана равно 500.

15. Гомогенная смесь содержит 50 кг графита на каждый 1 кг урана. Вычислить степень обогащения урана, при которой коэффициент использования тепловых нейтронов равен 0,95.