Acasă | Despre noi | feedback-ul
Dintre numărul mare de produse de fisiune radioactivă acumulate în timpul funcționării unui reactor nuclear, unele au o secțiune mare de absorbție a neutronilor termici. De interes special în acest sens este nucleul de 135 Xe. Are un randament relativ mare, se acumulează rapid și duce la otrăvirea reactorului. Alte nuclide cu durată scurtă de viață au un randament relativ mic sau au o mică secțiune transversală de absorbție a neutronilor termici. Prin urmare, ele nu sunt identificate separat ca elemente otrăvitoare și se referă la zguri.
Xenon se formează în reactor, ca rezultat al dezintegrării radioactive de 135 I, și, de asemenea, din cauza randamentului de fisiune directă 235 U. Acumularea de 135 Xe datorită dezintegrării radioactive a 135 I este următoarea:
Produsul direct al fisiunii cu o ieșire p = 0,06 este telurul 135 Te, care ca rezultat # 946; - - dezintegrarea se transformă în 135 I, cea din urmă fiind și datorită # 946; - - se descompune în 135 Xe. În acest lanț, 135 Xe are o secțiune transversală mare de absorbție a neutronilor termici, ale căror valori sunt prezentate în tabelul. 6.1.
Tabelul 6.1. Secțiunile medii de absorbție ale neutronilor termici sunt 135 Xe în funcție de temperatura neutronilor
După cum reiese din tabel, secțiunea de absorbție 135 Xe depășește secțiunea transversală a absorbției de neutroni în combustibilul nuclear cu mai mult de 1000 de ori.
În lanțul de mai sus al transformărilor radioactive la care aparține xenon, ultimul element (bariu) este stabilă, chiar dacă lanțul ar putea fi trunchiat la cesiu, ca și timpul de înjumătățire este foarte mare în comparație cu timpul funcționării reactorului între congestie.
În compilarea ecuațiile datorită relativ mici telur de înjumătățire poate considera că, în procesul de fisiune 135 I. formate direct în acest caz, modificarea concentrației de iod va fi determinată de expresia
unde este concentrația de nuclei 135I, cm3; pI = 0,06 - randament de iod în fisiune; - macroscopic secțiune transversală de fisiune a combustibilului nuclear, cm-1; F - termic densitatea fluxului de neutroni, neutroni / (cm 2 x s); - Secțiunea de absorbție 135 I, cm2; - constanta decaderii radioactive a iodului, c-1. Primul termen din partea dreaptă a ecuației (6.1) reprezintă acumularea de 135 I în fisiunea combustibilului nuclear, al doilea membru - 135 I scad datorită neutron lor și a treia captura - 135 I descrește ca rezultat al dezintegrării radioactive. Datorită neutronilor secțiunea transversală de absorbție mică a 135 I de al doilea termen din (6.1) poate fi neglijată în comparație cu a treia, și ia forma
Soluția acestei ecuații este o creștere a concentrației de 135 I după pornirea reactorului:
Cu o creștere nelimitată a timpului t, valoarea exponențială în (6.3) tinde la zero, iar concentrația presupune o valoare de echilibru. definită de relație
Deoarece = 2,9 × 10 -5 s -1. atunci concentrația de echilibru are loc relativ rapid, practic în prima zi. Rețineți că (6.4) este ușor de obținut de la (6.2) prin setarea = 0 în ea.
Modificarea concentrației de xenon este determinată de următoarea expresie:
în care primul termen din partea dreaptă determină acumularea de xenon datorita dezintegrării radioactive de iod, al doilea membru - xenon imediat scoasă ca produs de fisiune, a treia - scăderea xenon datorită captării neutronilor, a patra - scădere datorată dezintegrării radioactive a xenonului. În (6.5) - 135 Xe concentrație nuclee cm -3; = 0,003 - randament de 135 Xe ca fragment de fisiune; - secțiunea transversală de captare a neutronilor de 135 Xe, cm2; - constanta de dezintegrare radioactivă este 135 Xe, s -1.
Rezolvând această ecuație, obținem următoarea expresie pentru modificarea concentrației de 135 Xe:
Echilibrul otrăvirii cu xenon are loc într-un timp suficient de lung, când toate cele trei exponențiale din expresia (6.6) tind să fie zero. În acest caz, formula prin care poate fi determinată concentrația de echilibru a xenonului are forma
Expresia de calcul a echilibrului xenon de concentrare poate fi obținut din (6,5), punându-l = 0 și substituind valoarea (6.3).
Intoxicarea reactorului este definită ca raportul dintre numărul de neutroni captați de absorbanți nocivi și numărul de neutroni absorbiți în combustibil:
unde este secțiunea transversală de captare macroscopică a absorbanților nocivi; - și pentru combustibilul nuclear. În special, otrăvirea cu xenon va fi egală cu:
Xenon otrăvire la concentrație de echilibru
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: