Влияние замедлителей на критические параметры нуклидов

1.4.1 Влияние замедлителей на критические параметры нуклидов

В зависимости от типа ядра влияние замедлителей на размножающую способность системы носит различный характер. Для нуклидов с нечетным числом нейтронов происходит сначала уменьшение (до области оптимального замедления), а затем увеличение критической массы. При этом значение критической массы в минимуме намного меньше, чем в отсутствие замедлителя.

При добавлении замедлителей в. систему, содержащую нуклиды с четным числом нейтронов, критическая масса нуклида резко возрастает. Например, при добавлении в систему водорода уже при значениях r_н/r_х>5 (r - концентрация ядер нуклида в 1 см³) критическая масса становится бесконечной для всех нуклидов с четным числом нейтронов, имеющих атомную массу не более 244. Аналогично ведут себя и другие критические параметры. Такое поведение критических параметров объясняется энергетической зависимостью нейтронных сечений деления и поглощения. Отношение сечения деления к сечению поглощения для нуклидов с четным числом нейтронов резко уменьшается при уменьшении энергии нейтронов. Поэтому смягчение спектра при введении замедлителей в систему приводит к возрастанию критических параметров. Такая энергетическая зависимость сечений деления и поглощения сказывается и на эффективности отражателей. Отражатели, хорошо замедляющие нейтроны, менее эффективны в системах, содержащих нуклиды с четным числом нейтронов, по сравнению с отражателями, слабо замедляющими нейтроны (таблицы 1.4.2, 1.4.3, 1.4.4).

Таблица 1.4.2 - Уменьшение критической массы (%) металлической сферы без отражателя для нуклидов с четным числом нейронов в зависимости от типа отражателя

Нуклид
20 см воды	5,4	22,2	76,5	7,2	5,2
20 см стали		37,5	39,3	37,1	38,8

Таблица 1.4.3 - Минимальные критические М_к и безопасные М_б массы нуклидов с нечетным числом нейтронов
(сферическая геометрия с бесконечным водяным отражателем и водяным замедлителем)

нуклид	²³³U	²³⁵U	²³⁹Pu	²⁴¹Pu	²⁴²Am	²⁴³Cm	²⁴⁵Cm	²⁴⁷Cm	²⁴⁹Cf	²⁵¹Cf
М_к, кг	0,57	0,79	0,51	0,232	0,017	0,108	0,036	1,170	0,047	0,013
М_б, кг	0,271	0,376	0,242	0,11	0,0081	0,051	0,017	0,557	0,022	0,006

Таблица 1.4.4 - Минимальные критические М_к и безопасные М_б массы нуклидов с четным числом нейтронов
(сферическая геометрия с бесконечным водяным отражателем)

нуклид	²³¹Pa	²³⁷Np	²³⁸Pu	²⁴⁰Pu	²⁴¹Am	²⁴³Am	²⁴⁴Cm
М_к, кг			4,5			~500
М_б, кг		20,5	2,14	45,7	33,8		6,7

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 Следующая ⇒