Расчет гомогенизированных ядерных концентраций


Но знание ядерных концентраций в отдельных веществах еще не позволяет нам найти ядерные концентрации в реакторе. Сейчас мы переходим к расчету гомогенизированных ядерных концентраций,  т.е. к таким концентрациям, которые будут в реакторе, если все компоненты активной зоны перемешать – топливо, воду, графит, оболочки. Вот если все эти компоненты пропустить через миксер – получится такая гомогенная каша, и вот в этой каше нужно найти ядерную концентрацию. Зачем это нужно? Потому что гомогенный реактор просто рассчитывается и мы в основном будем заниматься гомогенным реактором. Так вот, как правильно гомогенизировать или правильно найти эти гомогенные концентрации? Для этого прежде всего надо знать структуру активной зоны — гетерогенную структуру активной зоны. Я под этим понимаю теоретический чертеж реактора — если сделать поперечный разрез по активной зоне. В конструкторской документации есть все геометрические размеры – диаметр топливных таблеток, толщина оболочки, шаг твэлов и т.д. и т.п. Сейчас же давайте рассмотрим простейший случай — всю активную зону. На рис.5.2 изображена элементарная ячейка реактора ВВЭР (без учета кассет кожухов). В середине твэла находится топливо UO2 , оно содержится в циркониевой оболочке, между твэлами расположена вода. Выделенный на рисунке ромб представляет собой элементарную ячейку на один твэл. Видно, что в этом ромбе содержится  по 1/6 двух твэлов и по 2/6 двух тругих твэлов, т.е. если сложить зашрихованные кусочки твэлов – получится 1 твэл. Допустим, что вся активная зона представляет собой плотную упаковку таких ячеек по граням.

Расчет гомогенизированных ядерных концентраций

Если рассмотреть РБМК, то там элементарной ячейкой может служить графитовая колонна, в которой расположен канал из циркония. Можно также нарисовать топливную сборку с графитом, с цирконием, в середине топливо UO2. Данные по конструкции активной зоны всегда должны быть на АЭС, эксплуатационники берут их от конструкторов или у расчетчиков реактора, от тех, кто разрабатывает теплогидравлику (вначале нужно определить проходные сечения, чтобы были необходимые скорости и т.д. а дальше разрабатывать геометрию, структуру активной зоны). Вот мы и рассмотрели структуру активной зоны.