Порядок выполнения работы и обработка результатов. 1. Измеряется фоновая скорость счета

1. Измеряется фоновая скорость счета. Измерения проводятся 5 7 раз, затем исключаются наибольшее и наименьшее значение измеренного фона, а по оставшимся значениям определяется среднее значение фоновой скорости счета и погрешность его определения. После этого преподавателем производится размещение источника нейтронов в экспериментальной установке.

2. С помощью дистанцирующих полок и детектора производится измерение скорости регистрации нейтронов в областях I и II на различных расстояниях от источника. Причем на каждом расстоянии проводится два типа измерений: "детектор без кадмиевого чехла" и "детектор с кадмиевым чехлом". Измерения каждого типа проводятся аналогично измерению фоновой скорости счета. В результате для каждого расстояния получаем экспериментальные значения: N – скорость счета в случае детектора без кадмиевого чехла, и N_cd – скорость счета в случае детектора c кадмиевым чехлом. Определяются погрешности полученных результатов: и , соответственно.

3. Из полученных результатов исключается фон.

4. Для каждого расстояния определяется скорость счета, обусловленная тепловыми нейтронами, как разность количества нейтронов, измеренного детектором без кадмиевого чехла, и количества нейтронов, измеренного детектором в кадмиевом чехле: N_т = N – N_cd. Рассчитывается среднее значение погрешность ее определения – .

5. Результаты измерений и расчетов заносятся в таблицу.

Область	Расстояние от источника, см	№ измерения	N, c-1	Ncd, c-1
Область I (источник – отражатель)	0
...
...
Область II (источник – воздух)	0
...
...

6. Полученные значения скоростей счета, обусловленные тепловыми (N_т) и надтепловыми (N_cd) нейтронами, пропорциональны плотности потоков нейтронов этих энергий. Таким образом, по экспериментальным данным для каждой области строятся зависимости потоков тепловых и надтепловых нейтронов от расстояний до источника.

7. Производится интегрирование полученных экспериментальных зависимостей и определяется среднее по линейному размеру каждой области значение потоков надтепловых и тепловых нейтронов:

, (2)

где R – линейный размер области. Определяется погрешность нахождения средних значений.

 

8. Составляется отчет о работе, который должен включать следующее:

– кратко необходимые теоретические сведения и соотношения;

– результаты измерений величин потоков тепловых и надтепловых нейтронов, полученных с помощью детектора, размещенного в различных областях установки на различных расстояниях от источника, с кадмиевым чехлом и без него, а также результаты определения погрешности полученных экспериментальных данных;

– графики зависимостей потоков тепловых и надтепловых нейтронов от расстояния до источника для обеих областей;

– результаты расчетов средних значений потоков надтепловых и тепловых нейтронов в областях I и II и погрешностей их определения;

– аргументированные выводы по работе.

Литература

1. Бартоломей Г.Г., Бать Г.А. и др. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов: Учебное пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

2. Герасимов В.В., Монахов А.С. Материалы ядерной техники. – М.: Атомиздат, 1973.

3. Смиренский О.В. Физика и расчет ядерных реакторов: Учебное пособие.– Томск: Изд-во ТПУ, 1997.

Контрольные вопросы и задания

1. Нейтронные потоки в реакторах без отражателя.

2. Влияние отражателя на распределения нейтронных потоков в ядерном реакторе.

3. Почему в центре активной зоны ядерного реактора без отражателя плотность потока нейтронов выше, чем на периферии?

4. Определение и физический смысл коэффициента неравномерности.

5. Коэффициенты неравномерности потоков нейтронов реакторов различной формы.

6. Основные способы выравнивания нейтронных потоков в ядерном реакторе.

7. Физические принципы "работы" отражателя.

8. Гомогенный ядерный реактор с отражателем в одногрупповом и двухгрупповом приближениях.

9. В каком ядерном реакторе, с отражателем или без него, критические размеры меньше и почему?

10. Поставить задачу о гомогенном ядерном реакторе с отражателем в одногрупповом приближении (математическая и физическая постановка).

11. Определение понятия "эффективная добавка за счет отражателя", ее единицы измерения.

12. От чего зависит величина эффективной добавки за счет отражателя для толстых и тонких отражателей.

13. Почему аналитические решения не могут быть получены для ядерного реактора, окруженного со всех сторон отражателем?

14.Чем объясняется всплеск в распределении потока тепловых нейтронов в отражателе?

15. На каком расстоянии от активной зоны он примерно расположен?

16. Основные принципы расчета ядерного реактора, окруженного со всех сторон отражателем.

17. Условие критичности гомогенного ядерного реактора с отражателем в форме бесконечной пластины в одногрупповом приближении.

18. Условие критичности гомогенного ядерного реактора с отражателем в форме сферы в одногрупповом приближении.

19. Условие критичности гомогенного цилиндрического ядерного реактора с боковым отражателем в одногрупповом приближении.

20. Условие критичности гомогенного цилиндрического ядерного реактора с торцевым отражателем в одногрупповом приближении.

21. Условие критичности гомогенного ядерного реактора в форме параллелепипеда с боковым отражателем в одногрупповом приближении.