Мгновенные и запаздывающие нейтроны

1.

Мгновенные и запаздывающие нейтроны

2. Осколки деления

Пробег осколков составляет
примерно 10-4 – 10-3 см.
Толщина оболочки ТВЭЛа
примерно 0,5 мм
Осколки испускают как
нейтроны, так и γ-кванты.
Матрица топлива и
толщина оболочки
способны удержать ПД в
топливе

3. Мгновенные нейтроны

Мгновенные нейтроны испускаются
за 10-14 сек после деления ядра
Максимум спектра около 0,8 МэВ
Средняя энергия нейтронов деления
составляет примерно 2 МэВ
Экспериментальный спектр нейтронов
деления U235 тепловыми нейтронами

4. Мгновенные γ-кванты деления

На γ-кванты приходится около 8 МэВ
Спектр γ-квантов, испущенных в течение
10-7 сек после деления U235

5. Число нейтронов деления

Среднее число нейтронов деления ν
для U235 в зависимости от энергии
падающих нейтронов

6.

Среднее число нейтронов деления ν для Pu239 в зависимости от энергии падающих нейтронов
Среднее число нейтронов деления ν для U238 в зависимости от энергии падающих нейтронов

7. Среднее число вторичных нейтронов ν в зависимости от энергии нейтронов, вызывающих деление Pu239, U235, U238

8. Запаздывающие нейтроны

Кинетика любой системы с цепной реакцией деления определяется
преимущественно запаздывающими нейтронами.

9.

Кривая спада запаздывающих нейтронов получена при мгновенном
облучении U235 быстрыми нейтронами.

10. Периоды полураспада, постоянные распада и выходы запаздывающих нейтронов при делении тепловыми нейтронами

11. Периоды полураспада, постоянные распада и выходы запаздывающих нейтронов при делении быстрыми нейтронами

12.

Спектр запаздывающих нейтронов при делении U235

13. Относительные полные выходы запаздывающих нейтронов при делении быстрыми и тепловыми нейтронами1

Все выходы даны по отношению к выходу для U235 при делении быстрыми нейтронами. В
первой строке приведены данные по делению быстрыми нейтронами, во второй – тепловыми.
1

14.

Долью ЗН называется отношение абсолютного выхода
нейтронов к среднему числу нейтронов
Выходы ЗН и МН и доли ЗН
запаздывающих

15. Фотонейтроны

Один из источников нейтронов.
Фотонейтроны возникают при взаимодействии γ-квантов продуктов деления с
материалами реакторной установки.

16. Нейтроны спонтанного деления

«Кроме деления тяжелых ядер в результате их возбуждения существует
ненулевая вероятность их деления из основного состояния. Такой процесс
называется спонтанным делением.»
Процессы спонтанного деления не играют никакой роли в работающем реакторе,
но имеют большое значение при пуске реактора, поскольку являются
источниками нейтронов.

17. Нейтроны от (α,n)-источника

Нейтроны от (α,n)-реакции не относятся к запаздывающим, но образуются в
реакторе по следующей схеме:
Значение Q может быть как больше нуля (экзотермическая реакция), так и
меньше нуля (эндотермическая реакция)

18.

Взаимодействие нейтронов с веществом

19.

Вероятность какого-то конкретного события, происходящего между нейтроном и
ядром, характеризуется сечением взаимодействия. Если большое число
нейтронов одинаковой энергии падает на тонкий слой вещества, то одна часть
нейтронов пройдет через тонкий слой без взаимодействия, другая – сможет
испытать взаимодействия, изменяющие их направление и энергию, а остальные
нейтроны не смогут выйти из рассматриваемого образца. Каждое из этих
событий имеет определенную вероятность.

20. Взаимодействие нейтронов с веществом. Микроскопические взаимодействия.

21. Типы взаимодействий

22. Среднее число столкновений, необходимое для снижения энергии нейтрона от 2 МэВ до 0,025 МэВ в результате упругого рассеяния

23. Зависимость сечения взаимодействия от энергии

σ t= σ s + σ a
Полное сечение взаимодействия нейтронов с Pu-239

24.

Полное сечение взаимодействия
нейтронов с кадмием в области низких
энергий
Полное сечение взаимодействия
нейтронов с бором в области низких
энергий

25.

Сечения деления U-235 и Pu-239
Сечения деления U-238 и Pu-240

26. Макроскопические взаимодействия

Экспоненциальное
ослабление интенсивности
параллельного пучка при
прохождении слоя вещества
без взаимодействия

27. Защита от нейтронов

Мощность дозы на поверхности полиэтиленовой сферы для точечного источника нейтронов на
основе изотопа Cf-252