Остаточного тепловыделения

При облучении потоком электронов структуру молибденовых тонких фолы изучали методами измерения электросопротивления и внутреннего трения. Эти исследования проводили при температуре жидкого азота или гелия, так как дефектность структуры, вызываемая электронным облучением, термически нестабильна. В работе [187] было установлено, что уже при температуре 31 и 40 К в молибдене, подвергнутом облучению электронами, наблюдаются пики внутреннего трения. При измерении остаточного сопротивления образцов, подвергнутых облучению при температуре жидкого гелия (4,2 К), было установлено [166], что при увеличении температуры до 40 К электросопротивление образцов резко снижается. При дальнейшем росте температуры оно меняется мало. Однако по мере увеличения энергии электронов с 1,05 до 1,45 и 1,85 МэВ электросопротивление растет соответственно с 0,34 до 2,91 и 4,9 мкОм-см.

рение остаточного сопротивления.

В завершающем разделе гл. 6 подробно описаны закономерности электросопротивления трех групп аморфных сплавов: простой металл—-простой металл, переходный металл — металлоид и переходный металл—переходный металл. Эти закономерности осуждены в рамках основной и модифицированной теории Займана. Для всех аморфных сплавов характерны следующие общие черты: большая величина остаточного сопротивления, малая величина ТКС, которая в сплавах с р>150 мкОм-см часто приобретает отрицательное значение, наличие низкотемпературного минимума электросопротивления типа эффекта Кондо. Его появление и выполнение закона In Т при температурах ниже минимума — результат совместного действия двух факторов: магнитной упорядоченности и атомной разупорядоченностн.

Электросопротивление аморфных сплавов Zr—Ni [50], Zr—Со [50]f Nb-^Ni [51], PkMZr i[52, 53], Cu—Zr [54] и некоторых других до сих пор все еще является предметом пристального изучения. На рис. 6.31 показаны зависимости электросопротивления быстро-закаленных аморфных сплавов Nb—Ni от температуры и химического состава, полученные Нагелем i[5l]'. Величина ТКС этих сплавов отрицательна во всем диапазоне аморфизирующихся составов. Для электросопротивления аморфных сплавов третьей группы характерно то, что оно всегда1 >200 мкОм-см. При этом наличие отрицательного ТКС при столь высоком сопротивлении ни в коем случае не является особенностью именно аморфных сплавов, поскольку эта закономерность часто наблюдается в кристаллических сплавах и тонких пленках. Между остаточным сопротивлением и ТКС многих аморфных и кристаллических сплавов существует взаимосвязь, аналогичная той, которая показана на рис. 6.32. Эта взаимосвязь носит название корреляции 'Муиджи [55]. Когда величина остаточного сопротивления крайне велика (~200 мкОм-см), ТКС изменяется от малых положительных до малых отрицательных значений. Корреляция Муиджи сильнее, чем влияние упорядо-

Для определения примесей в галлии высокой степени чистоты (99,9999 °о) применяют спектрографические методы, активационный анализ и измерение остаточного сопротивления.

Галлий для полупроводниковой промышленности поставляют по ТУ 48-4-350 75 трех марок: Ga 99,999; Ga 99,9997; Ga 99,9999. Галлий марки Ga 99,9999 получают из галлия .марки 99,9997 зонным плавлением или выращиванием монокристаллов и вакууме. На завершающей стадии галлий всех марок подвергают плавлению, дозированному розливу и кристаллизации в вакууме. Галлий поставляют в виде слитков массой" 300, 500 и 1000 г. По соглашению сторон слитки могут изготавливаться массой 10, 15. 50, 100 и 150 г. Точность дозирования ±5% от массы слшкн. Содержание примесей указано в табл. V.33. По требованию потребителя предприятие-изготовитель поставляет галлий марки_ Ga 99,9999 с величиной о томительного остаточного сопротивления не пенсе. 70000.

Галлий для полупроводниковой промышленности поставляют по ТУ 48-4-350 75 трех марок: Ga 99,999; Ga 99,9997; Ga 99,9999. Галлий марки Gа 99,9999 получают из галлия .марки 99,9997 зонным плавлением или выра-шиванием монокристаллов и вакууме. На завершающей стадии галлий всех марок подвергают плавлению, дозированному розливу и кристаллизации в вакууме. Галлий поставляют в виде слитков массой 300, 500 и 1000 г. По соглашению сторон слитки могут изготавливаться массой 10, 15. 50, 100 и 150 г. Точность дозирования ±5% от массы слшкн. Содержание пршгесей указано и табл. \ .33. По требованию потребителя предприятие-изготовитель поставляет галлий марки_ Ga 99,9999 с величиной о томительного остаточного сопротивления не иепсч- 70000.

Удельное электросопротивление р. Включает две независимые составляющие: фо-нонную часть (с ростом температуры усиливаются тепловые колебания) и часть, обусловленную дефектами решетки (эта составляющая сопротивления не зависит от температуры), поэтому оценку дефектов решетки можно производить с помощью измерения остаточного сопротивления.

Удельное электросопротивление р. Включает две независимые составляющие: фо-нонную часть (с ростом температуры усиливаются тепловые колебания) и часть, обусловленную дефектами решетки (эта составляющая сопротивления не зависит от температуры), поэтому оценку дефектов решетки можно производить с помощью измерения остаточного сопротивления.

гаемых, характеризующих изменение сопротивления растворителя и остаточного сопротивления:

Химическая инертность гелия и возможность высокой степени его очистки от примесей в контуре опытных реакторов ВГР позволяют использовать в качестве оболочек твэлов не только нержавеющие стали, но и ванадий, пироуглерод, карбид кремния и другие керамические материалы [21]. По-видимому,, одно из основных преимуществ применения гелия — это возможность использовать в качестве топлива карбиды урана и плутония, что сулит существенное увеличение коэффициента воспроизводства по сравнению с окисным топливом. Нулевая активация гелия, отсутствие существенного замедления им быстрых нейтронов при прохождении через активную зону реактора БГР, а также успешное решение задачи удержания продуктов-деления в микротвэлах с керамическими защитными слоями при больших значениях глубины выгорания и возможность непосредственного охлаждения микротвэлов газовым теплоносителем — все эти положительные факторы позволяют реактору БГР конкурировать с реактором-размножителем БН. Основной недостаток гелиевого теплоносителя по сравнению с натриевым — трудности отвода тепла остаточного тепловыделения в аварийных ситуациях при потере герметичности основным

Следовательно, реактор мощностью 1000МВт, находившийся в эксплуатации 30 сут, в течение 100 сут после останова будет иметь мощность остаточного тепловыделения активной зоны 5,8 МВт. Очевидно, что после останова реактора необходимо обеспечить его охлаждение, чтобы предохранить топливо от перегрева. Большинство энергетических реакторов, находящихся сегодня в эксплуатации, использует легкую воду в качестве замедлителя и теплоносителя. Это имеет как преимущества, так и недостатки. Вода, конечно, имеет высокое содержание водорода и, как следствие, является хорошим замедлителем. Она широко распространена в природе, и не возникает проблем при прокачке ее через трубопроводы. Использование воды дает отрицательный температурный коэффициент реактивности; если температура воды становится слишком большой, то реактивность становится отрицатель-

арматура с приводом установлена на всасывающей линии насоса, а на линии нагнетания монтируется обратный клапан. Последний автоматически срабатывает (закрывается), как только остановится насос и появится обратный поток, после чего задвижка или другое запорное устройство может быть закрыто практически без перепада давлений на затворе. Обратные клапаны, устанавливаемые на главных трубопроводах, должны, как правило, в закрытом положении допускать естественную циркуляцию теплоносителя для съема остаточного тепловыделения в реакторе и для поддержания в контуре температуры, равной температуре в обслуживаемой установке. С этой целью в некоторых конструкциях полное закрытие обратного клапана может происходить только при об-

Время 'протяженности каждого этапа и момент перехода от одного этапа к другому зависит от многих факторов: начальных параметров теплоносителя, состава элементов контура,, его разветвленное™, геометрии разрыва, объема контура, мощности остаточного тепловыделения и некоторых других.

где Л^о — мощность остаточного тепловыделения реактора через время т?т (время стоянки в секундах) после остановки; .Мн — номинальная мощность реактора до остановки, на которой он работал в течение времени Т.

Перегрузка топлива производится ежегодно, сменой '/з первоначальной загрузки топлива, для чего необходимо снять крышку остановленного реактора. Поэтому над реактором должен быть предусмотрен мостовой кран, а в реакторном зале — место для установки крышки реактора и небольшой бассейн выдержки для приема выгружаемых кассет (поз. 10 на рис. 6.2), имеющий специальную систему для отвода остаточного тепловыделения.

обеспечение пассивного отвода остаточного тепловыделения от активной зоны в условиях длительного полного обесточива-ния блока, включая потерю источников надежного питания (дизель-генераторов);

Следует упомянуть и другие концепции реакторов, которые можно считать самобезопасными. Представляют интерес высокотемпературные газовые реакторы (ВТГР) интегральной или модульной компоновки, предназначенные для создания АЭС различного назначения. Безопасность таких реакторов обеспечивается за счет пассивного отвода остаточного тепловыделения, невозможности расплавления активной зоны, высокой радиацион-но-термической прочности топлива и хороших физических характеристик активных зон. Для удовлетворения современным требованиям безопасности необходимо принять дополнительные меры, направленные на противодействие возможной химической активности графита при разгерметизации первого контура охлаждения. Существующие ВТГР с шаровыми твэлами и железобетонными корпусами уже близки к концепции самобезопасных реакторов, что позволяет надеяться на достаточно быструю реализацию ВТГР в качестве реакторов нового поколения.

Необходимый расход может быть определен по уровню остаточного тепловыделения к моменту поступления охлаждающей воды, обычно к 10—15-й секунде. В этот период остаточное теп-

Производительность насосов низкого давления в принципе можно выбрать меньшей исходя из уровня остаточного тепловыделения через ~60 с после начала аварии. К этому времени остаточное тепловыделение снижается в 1,5—2 раза по сравнению с начальной стадией подачи воды и затем длительное время остается примерно на постоянном уровне.

Явление взаимодействия токопроводника (каким в этом случае является жидкий металл) 'с магнитным полем положено в основу принципа действия ЭМН (рис. 2.13). По сравнению с механическими насосами ЭМН привлекательны, простотой устройства, отсутствием вращающихся частей, что позволяет обеспечить герметизацию циркуляционного тракта без применения каких-либо уплотнений. В СССР электромагнитные насосы разработаны и успешно эксплуатируются на реакторах БР-10 (подача 140 м3/ч), БОР-60 (700 м3/ч). И все же создание крупных электромагнитных насосов для АЭС не вышло из стадии экспериментирования прежде всего из-за низкого КПД и сложности решения задачи съема остаточного тепловыделения в реакторе при обесточивании установки, так как отсутствует выбег насоса. Весьма сложным в этих насосах является и создание надежной обмотки статора из-за высоких температур. Однако не исключено, что по мере дальнейшего развития теории и опыта* проектирования электромагнитных насосов они могут составить конкуренцию-механическим насосам и в качестве главных циркуляторов [8]. Экономическая эффективность использования ЭМН вместо механических насосов для АЭС может быть весьма значительной.