В Эффекты нестационарного отравления Sm
Нестационарное отравление реактора Sm при сбросе нагрузки со 100%W до 0%. Прометиевый провал.
После остановки ядерного реактора нарушается динамическое равновесие не только у ядер Xe, но и у 149Sm. Выгорание 149Sm из-за высокого сечения поглощения прекращается, а вот увеличение его концентрации из-за распада 149Pm продолжается до полного распада последнего с периодом полураспада (Т1/2)Pm=53ч. Практически, через 8-10 сут распадается примерно 90%149Pm.
Поэтому процессы отравления реактора ксеноном и самарием после его остановки, принципиально отличаются друг от друга. Дело в том, что Ксенон, как короткоживущий нуклид, в конечном счете полностью распадается, а самарий, будучи стабильным, накапливается в активной зоне, причем увеличение его концентрации происходит до тех пор, пока целиком не распадется его предшественник- 149Pm.
Рост концентрации 149Sm влечет за собой снижение запаса реактивности и этот процесс, происходящий в результате распада накопившегося 149Pm с переходом его в 149Sm, называют прометиевым провалом.
Кинетика отравления топлива самарием после остановки реактора описывается уравнениями (5.19), в которых для случая остановки подставляется значение Ф2=0, а в качестве величин концентраций 149Sm и 149Pm в начальным момент времени принимаются их равновесные значения NPm(0) и NSm(0).
Характер изменения концентраций 149Pm и 149Sm определяется решением уравнений (5.19). В результате для NSm(t) получается зависимость:
|
|
|
NSm = NSm(0) + NPm(0)( 1 - exp( -lPmt )) (5.22а)
Отсюда следует, что концентрации 149Sm после остановки реактора изменяются по экспоненциальному закону, точно так же изменяется и запас реактивности. На рис. 5.11 представлены графические зависимости концентраций прометия и самария NPm(t), NSm(t), а также потеря реактивности на самарии rSm(t) в зависимости от времени после останова реактора.
Рис. 5.11. Изменение концентраций Nsm, NPm, и rSm после остановки реактора, достигшего стационарного шлакования топлива при Ф=1014 нейтр/(см2*с).
Зависимость отравления самарием определяется из тех же уравнений динамики самария и она выражается как:
rSm = rSmст + ( рPmsf5sa,SmQнотрФ/(lPm sa5))( 1 - exp( -lPmt )) (5.22в)
Глубина прометиевого провала определяется из тех же уравнений. Так как полная глубина прометиевого провала достигается при t=¥, то в соответствии с (5.22) величина глубины провала будет равна в пределе:
rп.п. = - рPm sf5 sa,Sm Qнотр Ф/ (lPm sa5) (5.22с)
Время достижения полной глубины прометиевого провала оценивается примерно в tустп.п.»10 сут.
Если перед остановкой реактор работал достаточно долго и равновесная концентрация прометия (NPmст) была достигнута, то для конкретного реактора максимальная глубина прометиевого провала rп.п.ном может быть оценена по (5.22).
|
|
|
Если перед остановкой реактор работал мало и равновесная концентрация прометия (NPmст ) не была достигнута, или мощность была не номинальной, или время стоянки (tст) было не достаточно для распада всего накопившегося прометия, то потеря реактивности rSm(tст) может быть определена в процентах от rп.п.ном. Для решения этой задачи существуют специальные номограммы.
Переходные процессы на Sm при любых изменениях мощности кроме останова.
В параграфе 5.3.1. было показано, что стационарное отравление ядерного реактора самарием не зависит от плотности потока нейтронов. Поэтому при любых маневрах мощности, кроме останова, и концентрация самария Nsm и потеря реактивности rsm начинается и заканчивается на одном и том же равновесном значении. В переходных процессах будет наблюдаться либо почти симметричная неглубокая яма, либо невысокий бугор. Процесс идет в течение 50-100 часов, поэтому не оказывает существенного влияния на оперативное управление реактором.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 792; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!