Расчет ячейки ТВС в приближении ячейки твэла

 

Объем зоны 1

где ; .

Объем зоны 2

,

где .

Объем расчетной ячейки

 

 

Объемные доли компонентов в среднем по ячейке и по зонам

Объемные доли компонентов рассчитываются по следующим формулам:

, , , , ,

, , , , .

Размеры (радиусы) зон и ячейки

Радиусы зон и ячейки вычисляются по формулам:

.

Расчет ядерных концентраций элементов активной зоны

Ядерная концентрация молекул (атомов)

N_i = g_i N_A/ A_ri,

где g_i - плотность вещества, г/см³ (прил. 1), плотность воды выбирается в зависимости от температуры среды в реакторе;

N_A = 0.6022´ 10²⁴ моль ^–1 – число Авагадро;

A_{r i} – молярная масса i-го элемента (прил. 3).

Для расчета плотности нуклидов типа i в веществе типа j (для U²³⁵ и U²³⁸) следует использовать формулу

N_i ^j = N^j ´n_i ^j ´ e^j,

где N^j - плотность атомов в веществе типа j, см^-3; n_i ^j - число нуклидов i в веществе типа j; e^j - объемная доля вещества типа j.

Ядерная концентрация О₂ принимается равной N_О2 = 2 N_UO2.

Ядерные концентрации элементов в зоне 1

,

где N_i - ядерная концентрация i-го элемента в зоне 1; – объемная доля i-го элемента в зоне 1.

 

Ядерные концентрации элементов в зоне 2

.

Ядерные концентрации элементов в ячейке

.

 

В случае охлаждения пароводяной смесью может быть задана объемная доля пара в смеси n_п, тогда плотность смеси

 

,

где g_п - плотность пара, г/см³.

Если нуклид встречается в разных компонентах ячейки (например вода, как теплоноситель и замедлитель; графит, как замедлитель и компонент ядерного топлива), то в зоне или ячейке находится суммарная концентрация этого нуклида:

.

Результаты расчетов представить в виде табл. 1

Таблица 1

Ядерные концентрации элементов активной зоны

Вещество (элемент)	gi, г/см^3	Ni, 10^22 см^-3
В веществе	В зоне 1	В зоне 2	В ячейке
Топливо (UO2) ^235U ^238U Кислород Вода Цирконий

 

Расчет температуры нейтронного газа и микроскопических сечений, усредненных по спектру Максвелла

Рассчитывают макроскопические сечения поглощения при средней температуре среды в реакторе Т₀, К:

;

.

Микроскопические сечения s_ai в области тепловых энергий при температуре Т = 293 К выбираются из прил. 1.

Рассчитывают макроскопическое сечение замедления

.

Микроскопические сечения s_si выбираются по прил. 1.

Температура нейтронного газа:

Т_н.г. = Т₀ [ 1 + 1,4 S_а (Т₀) / (x S_s) ].

Рассчитывают усредненные по спектру Максвелла микроскопические сечения

,

,

где g_ai и g_fi - поправочные коэффициенты на отклонение реального хода сечений от закона 1/v, которые выбираются из [4, табл. 9.1 ];

(s _tr для остальных нуклидов не зависит от Т_н.г).

Макроскопические сечения по зонам и ячейкам:

, , , , , , , , , .