Лабораторная работа 3 реакторы. ЛР№3. Лабораторная работа 3 Пространственное распределение потока нейтронов и скорости поглощения в макроячейке рбмк Вариант 1242112
 Скачать 183.75 Kb.
|
|
Национальный Исследовательский Университет НИУ «МЭИ» Кафедра Атомных электрических станций Лабораторная работа №3 «Пространственное распределение потока нейтронов и скорости поглощения в макроячейке РБМК» Вариант: 1242112 Группа: ТФ-11м-20 Студент: Абрамова Д.А. Преподаватель: Лунчев Ю. В. Москва 2021 1. Цель работыВыполнить расчеты по программе WIMSD4 для макроячейки типа РБМК. Для внутриканальных зон использовать подпрограмму PIJ, для остальных – PERSEUS. Учесть различие в расположении ТВЭЛов. На этапе редактирования учесть утечку нейтронов, соответствующую критическому состоянию. Для каждой энергетической группы построить и объяснить распределение потока нейтронов Фi и скорости поглощения lnRai по зонам макроячейки. 2. Исходные данныеТаблица 1. Исходные данные.
Радиальная составляющая баклинга – 1Е-4. Аксиальная составляющая баклинга – 1Е-4.  Рис.1. Деление по зонам макроячейки типа РБМК 3. Входной файл WIMSCELL 7 SEQU 4 NGRO 4 4 NMESH 18 18 NREG 6 2 10 NMAT 10 NRODS 18 6 13 12 2 2 1 PREOUT INIT MATE 1 6.1 550 3 91 100 MATE 2 9.5 950 1 235.4 2.5 2238.2 85.6 16 11.9 MATE 3 0.4 545 3 2001 11.1 16 88.89 MATE 4 9.5 950 1 235.4 2.5 2238.2 85.6 16 11.9 MATE 5 0.4 545 3 2001 11.1 16 88.89 MATE 6 6.45 565 4 91 100 MATE 7 1.4 810 4 12 100 MATE 8 5.2 555 2 91 100 MATE 9 5.2 555 2 91 100 MATE 10 0.4 545 4 2001 11.1 16 88.89 ARRAY 1 (1 6 1.05 0) ARRAY 2 (1 12 2.01 0.2618) RODS 1 1 0.4 2 RODS 1 2 0.45 8 RODS 2 1 0.4 4 RODS 2 2 0.45 9 ANNUL 1 0.5 1 ANNUL 2 1.53 3 ANNUL 3 2.53 5 ANNUL 4 2.6 10 ANNUL 5 2.9 6 ANNUL 6 8.64 7 FEWGR 5 15 45 69 MESH 1 3 3 3 3 5 NPIJ 3 SUPPRESS 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 BEGINC THERM 1 BUCKLING 0.0004213512 0.0004213512 BEGINC 4. Выходной файл WIMSREGION 1 5.96435E-04 1.22596E-03 1.30963E-03 9.78807E-04 TOTAL 4.11083E-03 REGION 2 6.02365E-04 1.21283E-03 1.31645E-03 9.99772E-04 TOTAL 4.13141E-03 REGION 3 6.58879E-04 1.24853E-03 1.29254E-03 9.32304E-04 TOTAL 4.13225E-03 REGION 4 6.22648E-04 1.22795E-03 1.30758E-03 9.74661E-04 TOTAL 4.13284E-03 REGION 5 5.37701E-04 1.18682E-03 1.35468E-03 1.09840E-03 TOTAL 4.17760E-03 REGION 6 6.12854E-04 1.22796E-03 1.31887E-03 1.01112E-03 TOTAL 4.17080E-03 REGION 7 5.73093E-04 1.20632E-03 1.33746E-03 1.05522E-03 TOTAL 4.17209E-03 REGION 8 5.13450E-04 1.18067E-03 1.36619E-03 1.13569E-03 TOTAL 4.19600E-03 REGION 9 5.02870E-04 1.17689E-03 1.37019E-03 1.14699E-03 TOTAL 4.19694E-03 REGION 10 4.97545E-04 1.17809E-03 1.37178E-03 1.15490E-03 TOTAL 4.20231E-03 REGION 11 4.83295E-04 1.17915E-03 1.37700E-03 1.16484E-03 TOTAL 4.20428E-03 REGION 12 4.66510E-04 1.17837E-03 1.38367E-03 1.18057E-03 TOTAL 4.20912E-03 REGION 13 4.52264E-04 1.17449E-03 1.39096E-03 1.19575E-03 TOTAL 4.21346E-03 REGION 14 3.86155E-04 1.15144E-03 1.42926E-03 1.27412E-03 TOTAL 4.24098E-03 REGION 15 3.39789E-04 1.13249E-03 1.45858E-03 1.33733E-03 TOTAL 4.26819E-03 REGION 16 3.23715E-04 1.12403E-03 1.47084E-03 1.36469E-03 TOTAL 4.28327E-03 REGION 17 3.18232E-04 1.12037E-03 1.47616E-03 1.37682E-03 TOTAL 4.29158E-03 REGION 18 3.19704E-04 1.11979E-03 1.47727E-03 1.37956E-03 TOTAL 4.29631E-03 ZONE RADIUS VOLUME MATERIAL 0. 1 0.50000E+00 0.78540E+00 1 2 0.10611E+01 0.27517E+01 3 3 0.14443E+01 0.30159E+01 2 4 0.15300E+01 0.80111E+00 8 5 0.19927E+01 0.51208E+01 5 6 0.24271E+01 0.60319E+01 4 7 0.25300E+01 0.16022E+01 9 8 0.25535E+01 0.37605E+00 10 9 0.25769E+01 0.37605E+00 10 10 0.26000E+01 0.37605E+00 10 11 0.27037E+01 0.17279E+01 6 12 0.28036E+01 0.17279E+01 6 13 0.29000E+01 0.17279E+01 6 14 0.46538E+01 0.41620E+02 7 15 0.59081E+01 0.41620E+02 7 16 0.69393E+01 0.41620E+02 7 17 0.78359E+01 0.41620E+02 7 18 0.86400E+01 0.41620E+02 7 REGION 1 MATERIAL 1 VOLUME 7.853985E-01 CROSS-SECTIONS FLUXES REACTIONS GROUP DIFFUSION ABSORPTION NU*FISSION RIF RAF D*FLUX*VOL ABSORPTIONS NU*FISSIONS 1 2.29062E+00 4.40115E-04 0.00000E+00 1.55315E-01 1.97753E-01 3.55767E-01 6.83563E-05 0.00000E+00 2 1.15604E+00 3.58168E-04 0.00000E+00 3.19248E-01 4.06479E-01 3.69064E-01 1.14344E-04 0.00000E+00 3 1.22234E+00 4.05416E-03 0.00000E+00 3.41033E-01 4.34217E-01 4.16858E-01 1.38260E-03 0.00000E+00 4 1.18834E+00 3.71239E-03 0.00000E+00 2.54887E-01 3.24531E-01 3.02893E-01 9.46239E-04 0.00000E+00 THERMAL 1.18834E+00 3.71239E-03 0.00000E+00 2.54887E-01 3.24531E-01 3.02893E-01 9.46239E-04 0.00000E+00 TOTAL 1.34947E+00 2.34618E-03 0.00000E+00 1.07048E+00 1.36298E+00 1.44458E+00 2.51154E-03 0.00000E+00 REGION 2 MATERIAL 3 VOLUME 2.751722E+00 CROSS-SECTIONS FLUXES REACTIONS GROUP DIFFUSION ABSORPTION NU*FISSION RIF RAF D*FLUX*VOL ABSORPTIONS NU*FISSIONS 1 5.35011E+00 1.31549E-04 0.00000E+00 5.49571E-01 1.99719E-01 2.94027E+00 7.22953E-05 0.00000E+00 2 1.86098E+00 9.64868E-08 0.00000E+00 1.10653E+00 4.02123E-01 2.05923E+00 1.06766E-07 0.00000E+00 3 1.40811E+00 3.57009E-04 0.00000E+00 1.20107E+00 4.36479E-01 1.69124E+00 4.28793E-04 0.00000E+00 4 5.59808E-01 4.42821E-03 0.00000E+00 9.12147E-01 3.31482E-01 5.10628E-01 4.03918E-03 0.00000E+00 THERMAL 5.59808E-01 4.42821E-03 0.00000E+00 9.12147E-01 3.31482E-01 5.10628E-01 4.03918E-03 0.00000E+00 TOTAL 1.91052E+00 1.20456E-03 0.00000E+00 3.76932E+00 1.36980E+00 7.20137E+00 4.54038E-03 0.00000E+00 REGION 3 MATERIAL 2 VOLUME 3.015930E+00 CROSS-SECTIONS FLUXES REACTIONS GROUP DIFFUSION ABSORPTION NU*FISSION RIF RAF D*FLUX*VOL ABSORPTIONS NU*FISSIONS 1 1.99304E+00 9.85154E-03 2.32553E-02 6.58850E-01 2.18457E-01 1.31311E+00 6.49069E-03 1.53218E-02 2 9.14180E-01 8.46519E-03 2.90785E-03 1.24848E+00 4.13960E-01 1.14133E+00 1.05686E-02 3.63038E-03 3 5.72138E-01 5.98165E-02 3.50819E-02 1.29248E+00 4.28551E-01 7.39477E-01 7.73117E-02 4.53426E-02 4 6.07346E-01 2.13518E-01 3.80503E-01 9.32263E-01 3.09113E-01 5.66207E-01 1.99055E-01 3.54729E-01 THERMAL 6.07346E-01 2.13518E-01 3.80503E-01 9.32263E-01 3.09113E-01 5.66207E-01 1.99055E-01 3.54729E-01 TOTAL 9.09986E-01 7.10120E-02 1.01408E-01 4.13207E+00 1.37008E+00 3.76013E+00 2.93426E-01 4.19024E-01 REGION 4 MATERIAL 8 VOLUME 8.011062E-01 CROSS-SECTIONS FLUXES REACTIONS GROUP DIFFUSION ABSORPTION NU*FISSION RIF RAF D*FLUX*VOL ABSORPTIONS NU*FISSIONS 1 2.69024E+00 3.77528E-04 0.00000E+00 1.65384E-01 2.06444E-01 4.44922E-01 6.24370E-05 0.00000E+00 2 1.35718E+00 3.06349E-04 0.00000E+00 3.26161E-01 4.07138E-01 4.42658E-01 9.99192E-05 0.00000E+00 3 1.43293E+00 3.46301E-03 0.00000E+00 3.47310E-01 4.33538E-01 4.97671E-01 1.20274E-03 0.00000E+00 4 1.39424E+00 3.13775E-03 0.00000E+00 2.58883E-01 3.23157E-01 3.60945E-01 8.12311E-04 0.00000E+00 THERMAL 1.39424E+00 3.13775E-03 0.00000E+00 2.58883E-01 3.23157E-01 3.60945E-01 8.12311E-04 0.00000E+00 TOTAL 1.59072E+00 1.98354E-03 0.00000E+00 1.09774E+00 1.37028E+00 1.74620E+00 2.17740E-03 0.00000E+00 REGION 5 MATERIAL 5 VOLUME 5.120799E+00 CROSS-SECTIONS FLUXES REACTIONS GROUP DIFFUSION ABSORPTION NU*FISSION RIF RAF D*FLUX*VOL ABSORPTIONS NU*FISSIONS 1 5.35011E+00 1.31549E-04 0.00000E+00 9.12932E-01 1.78279E-01 4.88429E+00 1.20095E-04 0.00000E+00 2 1.86098E+00 9.64868E-08 0.00000E+00 2.01503E+00 3.93498E-01 3.74992E+00 1.94423E-07 0.00000E+00 3 1.40811E+00 3.57009E-04 0.00000E+00 2.30004E+00 4.49156E-01 3.23872E+00 8.21136E-04 0.00000E+00 4 5.59808E-01 4.42821E-03 0.00000E+00 1.86491E+00 3.64184E-01 1.04399E+00 8.25823E-03 0.00000E+00 THERMAL 5.59808E-01 4.42821E-03 0.00000E+00 1.86491E+00 3.64184E-01 1.04399E+00 8.25823E-03 0.00000E+00 TOTAL 1.82110E+00 1.29702E-03 0.00000E+00 7.09291E+00 1.38512E+00 1.29169E+01 9.19965E-03 0.00000E+00 REGION 6 MATERIAL 4 VOLUME 6.031860E+00 CROSS-SECTIONS FLUXES REACTIONS GROUP DIFFUSION ABSORPTION NU*FISSION RIF RAF D*FLUX*VOL ABSORPTIONS NU*FISSIONS 1 1.99304E+00 9.85154E-03 2.32553E-02 1.22565E+00 2.03197E-01 2.44277E+00 1.20746E-02 2.85030E-02 2 9.14054E-01 8.51524E-03 2.90797E-03 2.45580E+00 4.07139E-01 2.24474E+00 2.09118E-02 7.14142E-03 3 5.61862E-01 7.04715E-02 3.60677E-02 2.63763E+00 4.37283E-01 1.48198E+00 1.85878E-01 9.51331E-02 4 6.07346E-01 2.13518E-01 3.80503E-01 2.02215E+00 3.35245E-01 1.22814E+00 4.31766E-01 7.69435E-01 THERMAL 6.07346E-01 2.13518E-01 3.80503E-01 2.02215E+00 3.35245E-01 1.22814E+00 4.31766E-01 7.69435E-01 TOTAL 8.86876E-01 7.80016E-02 1.07923E-01 8.34124E+00 1.38286E+00 7.39764E+00 6.50630E-01 9.00212E-01 REGION 7 MATERIAL 9 VOLUME 1.602212E+00 CROSS-SECTIONS FLUXES REACTIONS GROUP DIFFUSION ABSORPTION NU*FISSION RIF RAF D*FLUX*VOL ABSORPTIONS NU*FISSIONS 1 2.69024E+00 3.77528E-04 0.00000E+00 3.04442E-01 1.90014E-01 8.19023E-01 1.14936E-04 0.00000E+00 2 1.35718E+00 3.06349E-04 0.00000E+00 6.40830E-01 3.99966E-01 8.69720E-01 1.96318E-04 0.00000E+00 3 1.43293E+00 3.46301E-03 0.00000E+00 7.10496E-01 4.43447E-01 1.01809E+00 2.46046E-03 0.00000E+00 4 1.39424E+00 3.13775E-03 0.00000E+00 5.60558E-01 3.49865E-01 7.81553E-01 1.75889E-03 0.00000E+00 THERMAL 1.39424E+00 3.13775E-03 0.00000E+00 5.60558E-01 3.49865E-01 7.81553E-01 1.75889E-03 0.00000E+00 TOTAL 1.57395E+00 2.04420E-03 0.00000E+00 2.21633E+00 1.38329E+00 3.48839E+00 4.53061E-03 0.00000E+00 REGION 8 MATERIAL 10 VOLUME 1.128145E+00 CROSS-SECTIONS FLUXES REACTIONS GROUP DIFFUSION ABSORPTION NU*FISSION RIF RAF D*FLUX*VOL ABSORPTIONS NU*FISSIONS 1 5.13648E+00 9.52892E-05 0.00000E+00 1.88752E-01 1.67311E-01 9.69519E-01 1.79860E-05 0.00000E+00 2 1.78624E+00 1.02613E-07 0.00000E+00 4.40831E-01 3.90758E-01 7.87432E-01 4.52351E-08 0.00000E+00 3 1.40800E+00 3.63556E-04 0.00000E+00 5.12213E-01 4.54031E-01 7.21196E-01 1.86218E-04 0.00000E+00 4 5.64282E-01 4.36662E-03 0.00000E+00 4.28604E-01 3.79919E-01 2.41853E-01 1.87155E-03 0.00000E+00 THERMAL 5.64282E-01 4.36662E-03 0.00000E+00 4.28604E-01 3.79919E-01 2.41853E-01 1.87155E-03 0.00000E+00 TOTAL 1.73204E+00 1.32183E-03 0.00000E+00 1.57040E+00 1.39202E+00 2.72000E+00 2.07580E-03 0.00000E+00 REGION 9 MATERIAL 6 VOLUME 5.183633E+00 CROSS-SECTIONS FLUXES REACTIONS GROUP DIFFUSION ABSORPTION NU*FISSION RIF RAF D*FLUX*VOL ABSORPTIONS NU*FISSIONS 1 2.11131E+00 3.99432E-04 0.00000E+00 8.03234E-01 1.54956E-01 1.69588E+00 3.20837E-04 0.00000E+00 2 1.08128E+00 3.57763E-04 0.00000E+00 2.02346E+00 3.90355E-01 2.18793E+00 7.23918E-04 0.00000E+00 3 1.16113E+00 4.16754E-03 0.00000E+00 2.37843E+00 4.58835E-01 2.76166E+00 9.91222E-03 0.00000E+00 4 1.12407E+00 3.87127E-03 0.00000E+00 2.02870E+00 3.91367E-01 2.28040E+00 7.85364E-03 0.00000E+00 THERMAL 1.12407E+00 3.87127E-03 0.00000E+00 2.02870E+00 3.91367E-01 2.28040E+00 7.85364E-03 0.00000E+00 TOTAL 1.23391E+00 2.60037E-03 0.00000E+00 7.23383E+00 1.39551E+00 8.92587E+00 1.88106E-02 0.00000E+00 REGION 10 MATERIAL 7 VOLUME 2.080979E+02 CROSS-SECTIONS FLUXES REACTIONS GROUP DIFFUSION ABSORPTION NU*FISSION RIF RAF D*FLUX*VOL ABSORPTIONS NU*FISSIONS 1 2.56875E+00 3.58252E-06 0.00000E+00 2.32877E+01 1.11907E-01 5.98201E+01 8.34285E-05 0.00000E+00 2 1.26443E+00 3.66947E-09 0.00000E+00 7.79401E+01 3.74536E-01 9.85498E+01 2.85999E-07 0.00000E+00 3 1.06734E+00 9.79058E-06 0.00000E+00 1.00902E+02 4.84878E-01 1.07697E+02 9.87890E-04 0.00000E+00 4 1.02324E+00 1.18676E-04 0.00000E+00 9.29040E+01 4.46444E-01 9.50628E+01 1.10255E-02 0.00000E+00 THERMAL 1.02324E+00 1.18676E-04 0.00000E+00 9.29040E+01 4.46444E-01 9.50628E+01 1.10255E-02 0.00000E+00 TOTAL 1.22403E+00 4.10023E-05 0.00000E+00 2.95034E+02 1.41776E+00 3.61130E+02 1.20971E-02 0.00000E+00 5 Обработка результатов5.1 Распределение потока быстрых и тепловых нейтронов по радиусу
5.2 Скорость поглощения нейтронов 1 и 2 энергетических групп в единице объема
 6. Объяснение построенных зависимостейОбъяснение Ф(r). I энергетическая группа. Это быстрые нейтроны, которые рождаются в топливе в процессе цепной реакции деления, далее замедляются (преимущественно в графите), либо поглощаются в материалах активной зоны, либо происходит их утечка из реактора. Поэтому наибольшее значение потока нейтронов I,групп – в подзонах 3 и 6. Но абсолютное значение потока нейтронов этих групп в топливе периферийных твэлов меньше, чем в твэлах внутреннего ряда. Это объясняется тем, что периферийные твэлы расположены ближе к замедлителю и его влияние на поток нейтронов сказывается сильнее, чем для твэлов внутреннего ряда (меньше нейтронов, испытавших рассеяние на графите). Наименьшее значение потока нейтронов I группы наблюдается в замедлителе. Это объясняется большой замедляющей способностью графита – нейтроны уводятся в группы с меньшими энергиями. Небольшие провалы потока нейтронов I группы в теплоносителе (подзоны 2 и 5) объясняются тем, что теплоносителем является вода (пароводяная смесь), обладающая большой замедляющей способностью. Но влияние воды как замедлителя значительно меньше, чем влияние графита. В целом прослеживается тенденция – большое значение потока нейтронов I группы в топливных блоках и постепенное уменьшение по мере удаления от них. II энергетическая группа. Это замедляющиеся и тепловые нейтроны. Распределение потока нейтронов по радиусу для них качественно одинаково. Источником тепловых нейтронов является замедлитель – графит. Также нейтроны в меньшей мере замедляются теплоносителем – водой. Отсюда вытекает объяснение тому, что в подзонах 2, 5, 9, 10, 11 наибольшее значение потока нейтронов II группы. Тепловые нейтроны поглощаются в топливных блоках в процессе реакции деления. Это объясняет «провалы» потока нейтронов в подзонах 3 и 6. Общая зависимость такова, что по мере удаления от топливных блоков поток нейтронов возрастает. Максимальное значение - на максимальном удалении от топливных блоков в графите. В топливных блоках периферийного ряда значение потока нейтронов больше, чем в топливных блоках внутреннего ряда. Это объясняется тем, что основной источник тепловых нейтронов – графит. Большая доля тепловых нейтронов, по мере движения от замедлителя, поглощается в периферийных топливных блоках. А внутренние блоки находятся дальше от графита. Объяснение Rai (r). Здесь макроячейка разбивается на 9 подзон (аналогично, только графит объединен в одну подзону 9). Скорость поглощения нейтронов пропорциональна макроскопическому сечению поглощения и потоку нейтронов соответствующей группы. I энергетическая группа. Для объяснения зависимости рассмотрим значение сечений поглощений в относительных единицах для каждой подзоны:
Глядя на значения сечений поглощения, можно сделать вывод, что зависимость для подзон 1, 2, 4, 5, 7, 8 будет практически совпадать с зависимостью для потока нейтронов. Но для подзон 3 и 6, сечение поглощения на два порядка больше, чем для вышеперечисленных. Здесь также наибольшее значение потока быстрых нейтронов. Поэтому значение скорости поглощения максимальное во всей ячейке. Для графита же наоборот: сечение поглощения на два порядка меньше и поток быстрых нейтронов меньше, чем в остальных подзонах. Поэтому здесь будет самая малая скорость поглощения нейтронов I группы во всей ячейке. II энергетическая группа. Для объяснения зависимости рассмотрим значение сечений поглощений в относительных единицах для каждой подзоны:
Объяснение аналогично объяснению для I энергетической группы. Но имеется особенность: сечение поглощения для теплоносителя уменьшается на два порядка. Отсюда и отличие в графиках: скорость поглощения для теплоносителя нейтронов I группы больше, чем скорость поглощения нейтронов II группы.  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
