栅格的非均匀.ppt

栅格的非均匀效应与栅格参数的选择 均匀反应堆 在1942年前后，当时可用作核燃料的只有天然铀，可用作慢化剂的有轻水和石墨。 分析表明，由天然铀和轻水组成的装置是不可能达到临界的。 同样，尽管石墨的吸收截面很小，由天然铀和石墨所组成的均匀系统，无论怎样选择它们相互间的核子数之比，都无法使无限介质增殖系数大于1，可达到的最大值约为0.85，因而天然铀-石墨均匀系统也是不可能达到临界的。 但是，进一步计算分析表明，若将天然铀制成棒状，插入石墨块形成非均匀栅格结构，如果设计得当，可以使非均匀栅格的无限介质增殖系数略大于1，就是说，天然铀-石墨非均匀系统可以达到临界。 CP1 PWR 栅格的非均匀效应 空间自屏效应 热中子进入燃料快首先被外层燃料核吸收，造成燃料快里层的热中子比外层低，结果是里层燃料未能有效地吸收热中子即快外层燃料核对里层燃料核起了屏蔽作用 栅格非均匀效应对物理过程的影响 功率分布 1) 热中子 2) 中能中子 3) 快中子 空间自屏 燃料吸收热中子能力下降 热中子利用系数减小 空间自屏 燃料吸收中能中子能力急剧下降 集中慢化 慢化到共振能量的中子减少 逃脱共振吸收几率增加 裂变中子与燃料碰撞 快中子倍增效应增加 合 理 设 计 栅 格 无限介质 增殖系数 增加 临界（四因子模型） 栅格几何参数主要是指燃料块的厚度、半径和栅距 常用单位栅元体积内H/U核子数比，或VH2O/VUO2来代替，即水铀比 栅格参数 反应堆应该选择怎样的水铀比？ 栅格非均匀效应对物理计算的影响 网格化求解存在困难 这样，非均匀反应堆的计算可以分成两步进行： 把栅格均匀化，考虑非均匀效应计算出均匀化群常数。 把非均匀系统等效成均匀系统，但是这个均匀系统具有上述考虑了非均匀效应的均匀化参数，例如，D，，…。然后采用前面第4章所述的理论来计算能谱、临界大小、中子通量密度或功率分布等等。