Prezentace

1. Prezentace

2. Štěpná jaderná reakce

3. Jaderný reaktor Reaktor s vnitřním zdrojem Reaktor s vnějším zdrojem

4. Stavy reaktorů Podkritický stav - v podkritickém stavu je hustota látky absorbující neutrony tak vysoká, že neutrony vznikající při štěpné reakci jsou plně pohlcovány a nemohou vyvolávat štěpení dalších jader. Reakce zaniká. Kritický stav - nastane-li kritický stav, je hustota absorbéru a paliva taková, že ze dvou až tří neutronů vzniklých při štěpení paliva vždy jen jeden vyvolá další štěpnou reakci. Nadkritický stav - dojde-li k nadkritickému stavu, štěpná reakce roste, protože roste i počet neutronů štěpících jádra.

5. Bilance neutronů

6. Bilance neutronů v aktivní zóně … změna hustoty neutronů za jednotku času

7. Bilance neutronů v aktivní zóně … změna hustoty neutronů za jednotku času … počet nově uvolněných neutronů za jednotku času

8. Bilance neutronů v aktivní zóně … změna hustoty neutronů za jednotku času … počet nově uvolněných neutronů za jednotku času … počet neutronů zaniklých absorpcí

9. Bilance neutronů v aktivní zóně … změna hustoty neutronů za jednotku času … počet nově uvolněných neutronů za jednotku času … počet neutronů zaniklých absorpcí … počet neutronů uniklých přes stěny

10. Další pojmy z jaderné fyziky: Neutronový tok Φ- počet neutronů o dané rychlosti procházejících kolmo plochou 1cm2 za 1sekundu (pro všechny možné orientace této plochy v prostoru) Neutronový proud J- počet neutronů o dané rychlosti procházejících kolmo plochou 1cm2 za 1sekundu (pro všechny možné orientace této plochy v prostoru) Fickův zákon D … difúzní koeficient

11. Matematický model reaktoru v ustáleném stavu … difúzní délka Pro jednodušší řešení, převádíme do 1D Pozn. V 1D dále uvažujeme, že materiálové vlastnosti jsou v každém místě stejné

12. Okrajová úloha difúze neutronů bez štěpení Dále dělíme úlohu na – nekonečné prostředí konečné prostředí

13. - Analytické řešení: Vnější zdroj, nekonečné prostředí

14. Numerické řešení pomocí MATLABovské funkce BVP4C Úloha : Průchod neutronového záření nekonečně dlouhou grafitovou tyčí, z jedné strany californiový zdroj

15. Nekonečné prostředí s pravým okrajem dostatečně vzdáleným od hranice zkoumané oblasti

16. Nekonečné prostředí pomocí počátečních podmínek

17. Porovnání nekonečných prostředí

18. Okrajová úloha difúze neutronů bez štěpení - Vnější zdroj, konečné prostředí

20. Analytické řešení – Vnější zdroj, konečné prostředí

21. Numerické řešení: Úloha: Průchod neutronového záření grafitovou tyčí, z jedné strany californiový zdroj, z druhé vakuum + nahrazení vakuové podmínky albedem a porovnání

22. Konečné prostředí s vakuem

23. Konečné prostředí porovnání vakuové podm. a albeda

24. Úloha: Průchod neutronového záření grafitovou tyčí, z jedné strany californiový zdroj, z druhé vodní lázeň , reprezentovaná albedem

25. Konečné prostředí vodní lázeň

26. Vícevrstevné konečné prostředí

27. Numerické řešení v MATLABU:

28. Implicitní zdroj: Při řetězové štěpné reakci jsou zdrojem i neutrony, které vzniknou rozštěpením nějakého jádra. Takto nově vzniklé neutrony lze popsat vztahem: Po zavedení kritikality reaktoru lze chování aktivní zóny popsat rovnicí: Což ale není nic jiného, než úloha na vlastní čísla a jejím řešením dostaneme jak kritické číslo reaktor, tak zároveň i rozložení neutronového toku v ustáleném stavu. Kritikalitu můžeme ovlivnit několika faktory: - Velikostí a složením aktivní zóny - Velikostí reflektoru a materiálem z kterého je vyroben