Доплеровский эффект реактивности образцов реакторных материалов в экспериментах на критических сборках

• Автор: Тамбовцев, Сергей Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Содержание.
Введение.

Краткий обзор экспериментальных работ.

Глава 1. Разработка методики эксперимента.

1.1. Использование цифрового рсактимстра в измерениях доплеровского эффекта реактивности.

1.2. Зависимость доплеровского эффекта от размера образца.

1.3. Описание применяемых образцов.

Глава 2. Критические сборки и экспериментальная установка.

2.1. Краткое описание стендов БФС и КоБРа.

2.2. Описание экспериментальной установки.

2.2.1. Конструкция нагревателя.

2.2.2. Теплофизический расчет нагревателя. Глава 3. Исследования доплеровского эффекта реактивности в критической
сборке БФС.
3.1. Критическая сборка БФС 1.
3.1.1. Состав и характеристики критсборки.
3.2. Процедура измерений.
3.3. Результаты измерений в критсборке БФС1.
3.4. Интерпретация результатов эксперимента.
3.4.1. Методы расчета доплеровского эффекта реактивности.
3.4.2. Метод получения подгрупповых параметров.
3.4.3. Расчет зависимости эффекта реактивности от размера
образца.
3.4.4. Учет разблокировки потока нейтронов нагревателем.
3.4.5. Результаты расчета доплеровского эффекта
реактивности.
3.5. Изучение доплеровского эффекта реактивности в критсборке
3.5.1. Описание критической сборки БФС 2.
3.5.2. Результаты измерений в критсборке БФС2.
3.5.3. Анализ экспериментальных результатов, полученных
на сборке со смягченным спектром нейтронов БФС2.
3.6. Изучение доплеровского эффекта реактивности в критсборке
3.6.1. Результаты измерений в критсборке БФС3.
3.6.2. Анализ экспериментальных результатов, полученных
в сборке БФС3.
3.7. Краткие выводы. ГЛАВА 4. Исследования доплеровского эффекта реактивности в других
критических сборках.
4.1. Изучение доплеровского эффекта реактивности в критической
5 0 1 4 6 9 1 5 7
сборке КБР.
4.2. Измерения в критической сборке КБР.
4.3. Измерения в критической сборке БФС.
4.4. Измерения в критической сборке БФС.
4.5. Измерения на критической сборке БФС11.
4.6. Измерения в критической сборке БФС.
4.7. Измерения в критической сборке БФС1. 4.7.1. Измерения в критической сборке БФС2.
4.8. Краткие выводы.
Заключение.
Список литературы


Измерения доплеровского эффекта реакгивности проводились совместно с Литяевым В. М Расчет доплер-эффекта осуществлен совместно с Семеновым М. А. и Раскачом К. Ф Анализ экспериментальных результатов выполнен совместно с Дулиным В. Научная новизна работы. Впервые в мире измерен доплеровский эффект энергетического плутония, полученного в реакторе ВВЭР, и наиболее распространенного младшего актинида - 7Ыр. Впервые в России в критических сборках реактивностным методом измерен доплеровский эффект сырьевых, делящихся материалов, вольфрама и эрбия. Практическая ценность работы. Полученные экспериментальные данные имеют точность, позволяющую проверить надежность константного обеспечения для расчета доплеровского эффекта реактивности в реакторах. Обоснован метод оценки экспериментов по измерению доплеровского эффекта реактивности с образцами относительно малых размеров. Выяснены основные источники возникающих погрешностей и методы расчета соответствующих поправок. Экспериментально обнаружен отрицательный доплсровский эффект реактивности для энергетического плутония с составом, характерным для отработанного топлива реакторов ВВЭР. Экспериментальная погрешность измерений доплеровского эффекта ) уменьшена до ~ 2 :-9 %. Подтверждено, что существующее на сегодняшний день константное обеспечение позволяет достаточно хорошо предсказывать доплсровский эффект реактивности 1. КРАТКИЙ ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ. Основным источником данных по догшеровским приращениям сечений взаимодействия нейтронов с ядрами различных материалов являются микроскопические эксперименты. В частности, с помощью экспериментов по пропусканию нейтронов через слой 8и проверяется точность расчёта температурной зависимости резонансной структуры и взаимного перекрывания резонансных сечений, например, урана и плутония. В области неразрешённых резонансов температурная зависимость эффективных сечений рассчитывалась исходя из средних резонансных параметров, полученных в разрешённой области. Имеющиеся в настоящее время данные по параметрам разрешённых и неразрешённых резонансов недостаточно надежны для расчёта доплеровского эффекта, причём расчёт чувствителен и к тонкой внутригрупповой структуре спектра нейтронов. Стандартные методы группового приближения иногда дают большую погрешность. Из-за общей природы систематических погрешностей микроэкспериментов особое значение приобретают эксперименты на критических сборках (6, 7]. Важно экспериментально проверить не только правильность описания температурной зависимости резонансных сечений, но и правильность расчётных методов. Интересен, с этой точки зрения, эксперимент по измерению эффекта реактивности при нагреве малых плутониевых образцов, окружённых холодным гз8и. Изучение доплеровского эффекта реактивности на энергетических реакторах сопряжено со значительными техническими трудностями, поэтому и с этой точки зрения важную значение имеют эксперименты на критических сборках. Большой интерес при изучении изменения поглощающих свойств материалов в зависимости от температуры представляют эксперименты с нагревом всей активной зоны критической сборки. Возможность таких измерений исследовалась на стендах БФС [8, 9]. Речь идёт о ядерном или электрическом нагреве топливных материалов всей активной зоны критсборки, когда достигается наилучшее приближение к реальной ситуации. Наиболее полно изучалась методика эксперимента с ядерным разогревом топливных материалов активной зоны. При этом предполагалось использовать тепловую изоляцию блочков 9Ри от остальных материалов активной зоны для того, чтобы выделить доилеровский эффект плу тония. Исследовались различные варианты тепловой изоляции: пустые коробочки из нержавеющей стали, перфорированные пластинки и т. Оптимальным был признан вариант с кольцами из нержавеющей стали толщиной 1,5-2 мм. Эксперимент осуществляется следующим образом: критическая сборка выводится в критическое состояние на низком уровне мощности (менее 1 вт), затем реактивность сборки увеличивается с максимальной допустимой скоростью, топливные материалы активной зоны разогреваются.