Коэффициента реактивности

Рис. 43. Зависимость коэффициента разделения осколков ядер урана от массы молекул газа

На рис. 43 приведены зависимости коэффициента разделения осколков с массовыми числами около 90 и 140 от молекулярного веса рабочего газа. При молекулярном весе М <^ 10 можно получить в вихревой трубе газ, практически чистый от радиоактивных осколков (концентрация последних в газе уменьшается в 10~6 раз).

Рис. 64. Зависимость коэффициента разделения хрома и ванадия (^Сг—V) от Равио-

ной переработке удаляются все металлы, кроме мышьяка. При элюировании хлоридом натрия получают элюат, содержащий хлорид натрия (150 г/л), кадмий (10—20 г/л) и цинк (5—10 г/л). Наилучшее отделение цинка от кадмия достигается при экстракции цинка 100 %-ным ТБФ из водного раствора, содержащего хлориды цинка или кадмия (30 г/л) и натрия (100 г/л) при рН = = 1,5ч-5 (рис.233). Повышение температуры от 20 до 100 °С приводит к уменьшению коэффициента разделения Zn/Cd; при экстракции достаточен контакт в течение 15 с. Цинк извлекают из

Насыщение этих двух экстрагентов и их экстракционная способность по сравнению с Д2ЭГФК относительно низка. Эта особенность может оказать ощутимое влияние на выбор промышленного типа экстрактора и объем экстракционного оборудования. Интересной особенностью нафтеновых кислот является уменьшение коэффициента разделения никеля от кобальта с увеличением как температуры (коэффициент разделения при нормальной температуре равен ~2), так и концентрации металла в водной фазе >1 кг/и3 [5, 6]. Эти противоположные факторы будут оказывать отрицательное воздействие в случае промышленной реализации процесса, так как исходные растворы имеют температуру выше температуры окружающей среды и концентрацию металла выше 1 кг/и3. Кроме того, низкая температура (25 °С) будет замедлять кинетику экстракции, увеличивать вязкость растворителя и уменьшать растворимость соответствующих солей карбоновых кислот в органической фазе. Это можно предотвратить за счет повышения температуры, например, до 60 °С. Вязкость растворителя играет важную роль в разделении фаз. Влияние температуры на растворимость экстрагента в водной фазе неизвестно.

xw- Напротив, доля тяжелого изотопа i38U в обогащенной фракции уменьшится и будет равна 1 — хр, тогда как в обедненной фракции она возрастет и станет равной 1 — xw. Введем теперь относительные концентрации как отношение долей легкого и тяжелого изотопов соответственно на входе в разделительный элемент: R= = xF/(i-^xr), в обогащенной фракции: R'=xP/(\ — хр) и в обедненной фракции: R"=xw/(\ — xw)- Поскольку и обогащенная, и обедненная фракции по изотопному составу отличаются от исходной смеси, то для характеристики качества работы разделительного элемента вводятся два коэффициента разделения: по обогащенной фракции а и по обедненной фракции р *:

Для получения высокого коэффициента разделения плотность

Для ориентировочных расчетов при очень малых (-С1) значениях х, XQ, а также у выражения в скобках под знаком логарифмов можно отбросить. Из формул (8.18) и (8.19) видно определяющее влияние коэффициента обогащения на число необходимых разделительных ступеней. Например, при среднем значении еступ=0,0017 (см. табл. 8.2) первый множитель равен 588. Второй множитель — это логарифм суммарного коэффициента разделения акаск, зависящий от выбранных концентраций 235U в отборе, питании и отвале каскада**. Для обогащения 0,03 (3%)

** Суммарный коэффициент разделения каскада обычно несколько ниже коэффициента разделения ступени из-за частичного перемешивания потоков при объединении ступеней в байпасируемые группы, неточности регулирования потоков легкой и тяжелой фракций, статистического разброса гидравлических параметров.

Максимальное значение теоретического коэффициента разделения двухкомпонентной смеси газов в противоточной центрифуге, получающееся при безотборном режиме, связано с отношением Z к внутреннему диаметру ротора d:

Увеличения коэффициента разделения за счет возможно большей длины ротора можно достичь в конструкции надкритических ультрацентрифуг, имеющих «гибкие» роторы [Z/(2r)»5]. Такие центрифуги работают при угловых скоростях, превышающих собственную частоту колебаний. Конструкционные и технологические особенности создания и массового применения надежно работающих надкритических центрифуг требуют решения еще более сложных задач, чем докритические центрифуги. В институтах «Тройки», по опубликованным данным, проведены разработки того и другого типа наряду с поисками высокопрочных сплавов и полимерных материалов для высоконапряженных роторов. Надкритическими центрифугами оборудован завод в Алмело. Им было отдано предпочтение и в США.

п^гппа Ядерной безопасности реактора из-за невоз-ния в актИ53 -Лавления керамических материалов и образова-ного тем^р^Го ЗГ°Й кРи™ческ«й массы, отриЕатель-возможности Vnvnvn коэФФициента реактивности топлива и не-озможности хрупкого разрушения корпусов из предварительно

угольники скоростей для рабочих лопаток и направляющего аппарата после них для трех наиболее характерных кинематических схем проточной части компрессора, т.е. при переменном значении коэффициента реактивности.

мало отличается от наблюдаемой на реакторе Янки. Каждый опыт дает величину изменения реактивности для данного изменения высокотемпературного рН. Частное двух переменных Др/ДрН, названное рН-коэффициентом реактивности, кажется функцией рН, при котором проводится опыт (рис. 6.18) [23]. Здесь логарифмы рН-коэффициента реактивности в зависимости от значения рН, при котором проводился опыт, приведены отдельно для Сакстона и Янки. В обоих соотношениях имеется значительный разброс, но эффект рН довольно ясный.

В тринадцатой пятилетке предполагается ввести на АЭС мощности в 22—23 млн. кВт [28]. Основное направление развития атомной энергетики связано с повышением надежности и безопасности действующих и проектируемых АЭС и разработкой АЭС нового поколения повышенной безопасности с улучшенными технико-экономическими показателями. В частности, для действующих блоков с РБМК первоочередными являются мероприятия по снижению положительного коэффициента реактивности и увеличению скорости срабатывания защиты. Это будет достигнуто за счет повышения обогащения топлива до 2,4%, внедрения быстродействующей аварийной защиты и др., что полностью исключит возможность быстрого, неконтролируемого разгона реактора, происшедшего на четвертом блоке Чернобыльской АЭС.

Задача определения потребностей в ядерных данных получила наибольшее развитие для определения требуемой точности расчета характеристик ядерных реакторов [2, 3], где требования к точности расчета функционалов поля излучения давно конкретизированы. Так, в [2] погрешность расчета коэффициента размножения ± 1 % установлена из возможности без переделки конструкции реактора скомпенсировать соответствующую погрешность, погрешность коэффициента неравномерности (отношение максимального тепловыделения к среднему) ± 1 % получена из экономических соображений, а погрешность расчета мощности и температурного коэффициента реактивности 20% — из условия обеспечения безопасности эксплуатации реактора и т. д.

Выше отмечалось, что определяющим недостатком реактора РБМК являлось завышенное атомное отношение ядер углерода к ядрам урана, достигавшее 120. Для новой модификации реактора РБМК, сооружаемого на V энергоблоке Курской АЭС, количество замедлителя в объеме активной зоны значительно уменьшено (квадратные в плане колонны графитовой кладки заменены восьмигранными колоннами). Это обусловило получение отрицательного парового коэффициента реактивности, а следовательно, исключило возможность разгона реактора при обезвоживании активной зоны.

минимальное значение парового коэффициента реактивности обеспечивает непревышение эксплуатационных пределов повреждения твэлов при авариях, связанных с увеличением реактивности вследствие роста давления в контуре или падения температуры питательной воды.

Большое отрицательное значение температурного коэффициента реактивности и периодическая перегрузка топлива приводят к тому, что реактор в холодном состоянии в начале кампании имеет существенную избыточную реактивность (около 20 %). Для компенсации этой реактивности наряду с борным регулированием используются и органы СУЗ. Загрузка реактора обычно в 30—40 раз превышает критическую массу.

Вследствие пониженной энергонапряженности активной зоны реактора стало возможным уменьшить содержание борной кислоты в теплоносителе и отказаться от регулирования ее концентрации при эксплуатации. Пониженное содержание бора обусловливает отрицательные значения коэффициента реактивности по температуре теплоносителя во все'м диапазоне эксплуатационных температур и парового коэффициента реактивности.

Кроме того, следует также указать на ограничение таких параметров, как коэффициенты реактивности, влияющие на нейтронно-физическую устойчивость работы реактора. В рабочем диапазоне не должно быть положительных значений мощностно-го коэффициента реактивности, чтобы исключить неустойчивую работу установки (см. п. 2.2.2).

Выше отмечалось, что определяющим недостатком реактора РБМК являлось завышенное атомное отношение ядер углерода к ядрам урана, достигавшее 120. Для новой модификации реактора РБМК, сооружаемого на V энергоблоке Курской АЭС, количество замедлителя в объеме активной зоны значительно уменьшено (квадратные в плане колонны графитовой кладки заменены восьмигранными колоннами). Это обусловило получение отрицательного парового коэффициента реактивности, а следовательно, исключило возможность разгона реактора при обезвоживании активной зоны.