19947

Технология производства образцов диоксида урана двух партий

Лекция

Физика

Изучались образцы диоксида урана двух технологий. Один тип образцов (тип с) по традиционной для реакторов ВВЭР технологии. Другой (тип f) изготовлен во Франции по технологии DCI и исследовался в соответствии с межгосударственной программой. Такие образцы, обладая повышенной пластичностью, предназначены для твэлов реакторов, способных работать в режимах покрытия пиковых нагрузок в электросетях.

Русский

2013-08-13

141.84 KB

1 чел.

Конспект занятия 19.

Цель.

   

Познакомить слушателей с технологией производства образцов диоксида урана двух партий.  Представить характеристики образцов. Рассмотреть основные задачи экспериментальных исследований и аппроксимацию экспериментальных результатов.

План.

1. Технология производства образцов диоксида урана двух партий.

2. Характеристики образцов.

3. Задачи экспериментальных исследований.

4. Аппроксимация экспериментальных результатов .

Изучались образцы диоксида урана двух технологий. Один тип образцов (тип с) по традиционной для реакторов ВВЭР технологии. Другой (тип f) изготовлен во Франции по технологии DCI и исследовался в соответствии с межгосударственной программой. Такие образцы, обладая повышенной пластичностью, предназначены для твэлов реакторов, способных работать в режимах покрытия пиковых нагрузок в электросетях.

Характеристики образцов следующие:

Тип с.

Образец - сердечник твэла (диоксид урана), радиус наружный 0,375 см, внутренний 0,07 см, высота 1,26 см.

Эквивалентный радиус образца –  R =  0,504 см.

Полная геометрическая поверхность образца 4,37cм2

Полный геометрический объём образца v = 0, 536 cм3

Радиус зерна а = 0,00075см

Плотность - 10,4 г/см3

Теоретическая пористость – ε = 0,0546

Плотность делений в образце – 8 ·1011 1/cм3с

Тип f.

Образец - цилиндрическая втулка (диоксид урана), радиус наружный 0,38 см, внутренний 0,07 см, высота 1,02 см.

Эквивалентный радиус образца – R = 0,474 см.

Полная геометрическая поверхность образца 3,76cм2

Полный геометрический объём образца v = 0,447 cм3

Радиус зерна а = 0,00113см

Плотность - 10,3 г/см3

Теоретическая пористость – ε = 0,0636

Плотность делений в образце – 1012 1/cм3с

Основной задачей экспериментальных исследований являлось определение влияния механического напряжения и связанной с ним пластической деформации на выход ГПД из облучаемого в канале ядерного реактора образца ядерного топлива.

Исследования проводились на внеканальном облучательном устройстве Каприз-ВТ. Программа испытаний предполагала две серии экспериментов с близкими значениями режимных параметров нагружения образца (плотность нейтронного потока, температура, механическое напряжение). Серии различались исследуемыми образцами и предполагали замену рабочего участка с образцом (тип f) новым (тип с). Временная протяженность каждой серии составляла непрерывный недельный цикл с остановкой реактора в конце недели и загрузкой следующего рабочего участка с образцом (тип с) в начале следующей недели.

Каждая серия испытаний включала несколько стационарных температурных режимов, при достижении  которых определялся выход ГПД, в начале, при отсутствии механического напряжения на образце, за тем, при последовательном его повышении. При каждом значении напряжения выход ГПД определялся при установившемся значении скорости деформации ползучести. В некоторых случаях выход ГПД фиксировался в конце данного температурного режима после сброса механического напряжения.

Проведена выборка (Таблицы № 1,2) экспериментальных данных, которая включает в себя:

- все температурные режимы обоих образцов.

- выход ГПД при отсутствии механического воздействия на образец.

- рассматривается только выход криптонов.

В таблицах представлены:  

- относительный выход криптонов Fo (отношение выходящего в единицу времени ГПД с внешней поверхности образца к образующемуся в единицу времени ГПД в объёме образца.)

- параметры эксперимента: Т – температура (К), 1/t – постоянная распада (1/с).

- столбцы расчетных операций для определения аппроксимирующей эмпирической зависимости с помощью метода наименьших квадратов.

Примечание: ниже и в дальнейшем в расчетах используется общедоступная программа  Statistica 6 , линейная и нелинейная её части.

  Для аппроксимации экспериментальных результатов используется уравнение:

Fo= A*[(1/t)**n]*Exp(-Q/T)                           (1)

После логарифмирования имеем линейное соотношение:

Log Fo = Log A + n*Log(1/t) - Q/T                 (2)

Обработка результатов даёт:

- для образца тип f:

Fo= [0,00423/ (1/t)**0,79]*Exp(-14330/T)     (3)

- для образца тип с:

Fo= [0,0016/ (1/t)**1,03]*Exp(-12536/T)       (4)

Пространственные графики представлены на рис. 3, 4 для обоих образцов.

Соотношения (3) и (4) дают зависимость от постоянной распада (1/t) в степенях (- 0,79) и (- 1,03) для типов образцов f и с соответственно. Оба значения степени не соответствуют показателю степени (- 0,5), характерного для одностадийной диффузии.

.

Nэкс. Nиз.

V2.T

V3.Fo

V4.1/t

V5.1/T

V6 lnv3

V7.ln1/t

V8.F0p

1

37,85

1470

0,0094

0,000044

0,000680

-6,96963

-10,031

0,00959

2

88

1470

0,0045

0,000069

0,000680

-7,70626

-9,5814

0,00603

3

87

1470

0,0026

0,00015

0,000680

-8,25482

-8,8048

0,00271

4

41,85

1570

0,024

0,000044

0,000636

-6,03228

-10,031

0,01650

5

88

1570

0,0074

0,000069

0,000636

-7,20886

-9,5814

0,01039

6

87

1570

0,0058

0,00015

0,000636

-7,45248

-8,8048

0,00467

7

45,85

1670

0,0514

0,000044

0,000598

-5,27070

-10,031

0,02663

8

88

1670

0,0118

0,000069

0,000598

-6,74224

-9,5814

0,01676

9

87

1670

0,011

0,00015

0,000598

-6,81244

-8,8048

0,00754

10

50,85

1770

0,041

0,000044

0,000564

-5,49676

-10,031

0,04069

11

88

1770

0,0137

0,000069

0,000564

-6,59294

-9,5814

0,02561

12

87

1770

0,012

0,00015

0,000564

-6,72543

-8,8048

0,01152


Нуклид

90Kr

89Kr

87Kr

88Kr

85mKr

139Xe

137Xe

138Xe

135mXe

135Xe

133Xe

Постоянная

распада 1/с

*10(-4)

210

36

1.5

0.69

0.44

170

30

8.2

7.4

0.21

0.015

Выход

на деление

%

5.1

4.6

2.5

3.6

1.3

5.0

6.1

6.4

1.1

6.6

6.7

Энергия

квантов, кэВ

(выход  %)

22

(33)

221

(19)

403

(50)

196

(26)

151

(75)

175

(19)

455

(31)

258

(31)

526

(80)

250

(90)

80

(36)

Энергия

квантов, кэВ

(выход, %)

539

(30)

588

(16)

305

(14)

220

(50)

434

(20)

Nэкс,Nиз

V1,T K

V2, 1/t

V3,Fo

V4, 1/T

V5,ln 1/t

V6,ln Fo

V7,Fop

1-85m

1470

0,000043

0,00073

0,000680

-10,031

-7,2224

0,000686

1470

0,000043

7,3E-4

0,000680

-10,031

-7,2224

0,000686

1520

0,000043

0,0011

0,000657

-10,031

-6,8124

0,000946

1520

0,000043

0,0011

0,000657

-10,031

-6,8124

0,000946

1570

0,000043

2,01E-3

0,000636

-10,031

-6,2096

0,001277

1570

0,000043

2,01E-3

0,000636

-10,031

-6,2096

0,001277

1570

0,000043

2,06E-3

0,000636

-10,031

-6,1850

0,001277

1620

0,000043

0,0023

0,000617

-10,031

-6,0748

0,001693

1620

0,000043

0,00183

0,000617

-10,031

-6,3034

0,001693

1670

0,000043

0,00283

0,000598

-10,031

-5,8674

0,002207

1670

0,000043

0,00274

0,000598

-10,031

-5,8997

0,002207

1720

0,000043

0,00622

0,000581

-10,031

-5,0799

0,002832

1720

0,000043

0,00512

0,000581

-10,031

-5,2746

0,002832

14-88

1470

0,000069

0,00037

0,000680

-9,581

-7,9020

0,000481

1470

0,000069

0,00037

0,000680

-9,581

-7,9020

0,000481

1520

0,000069

0,00046

0,000657

-9,581

-7,6842

0,000663

1520

0,000069

0,00055

0,000657

-9,581

-7,5055

0,000663

1570

0,000069

0,00069

0,000636

-9,581

-7,2788

0,000895

1570

0,000069

0,00046

0,000636

-9,581

-7,6842

0,000895

1570

0,000069

0,00069

0,000636

-9,581

-7,2788

0,000895

1620

0,000069

0,00064

0,000617

-9,581

-7,3540

0,001186

1620

0,000069

0,00059

0,000617

-9,581

-7,4353

0,001186

1670

0,000069

0,00073

0,000598

-9,581

-7,2224

0,001546

1670

0,000069

0,00073

0,000598

-9,581

-7,2224

0,001546

1720

0,000069

0,0011

0,000581

-9,581

-6,8124

0,001984

1720

0,000069

0,001

0,000581

-9,581

-6,9077

0,001984

27-87

1470

0,000149

0,00027

0,000680

-8,804

-8,2170

0,000260

1470

0,000149

0,00041

0,000680

-8,804

-7,7993

0,000260

1520

0,000149

0,00037

0,000657

-8,804

-7,9020

0,000358

1520

0,000149

0,00055

0,000657

-8,804

-7,5055

0,000358

1570

0,000149

0,00064

0,000636

-8,804

-7,3540

0,000484

1570

0,000149

0,00046

0,000636

-8,804

-7,6842

0,000484

1570

0,000149

0,00051

0,000636

-8,804

-7,5810

0,000484

1620

0,000149

0,00071

0,000617

-8,804

-7,2502

0,000642

1620

0,000149

0,00056

0,000617

-8,804

-7,4875

0,000642

1670

0,000149

0,00091

0,000598

-8,804

-7,0020

0,000837

1670

0,000149

0,00091

0,000598

-8,804

-7,0020

0,000837

1720

0,000149

0,00187

0,000581

-8,804

-6,2818

0,001074

1720

0,000149

0,00165

0,000581

-8,804

-6,4069

0,001074


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26005. СМО с бесконечной очередью и частичной взаимопомощью для пуассоновских потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 60.64 KB
  СМО типа М М m Переходя к решению для pk в соответствии с равенством: Видим что это решение должно быть разбито на две части так как зависимость k от k также имеет две части. Соответственно при k≤m: Аналогично при k≥m: Объединяя результаты получим: Где: Теперь с помощью: Можно выписать решение для p0: И следовательно: Вероятность того что поступающее требование окажется в очереди задается равенством: Таким образом:.
26006. СМО с бесконечной очередью и частичной взаимопомощью для произвольных потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 35.06 KB
  Эта система в строгом смысле является саморегулируемой. Подходящей моделью для описания такой системы является процесс размножения и гибели при следующем выборе параметров: Система является эргодической.
26007. СМО с бесконечной очередью и полной взаимопомощью для пуассоновских потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 32.91 KB
  Каждое вновь поступившее требование подается на свой отдельный обслуживающий прибор однако если требование поступает в момент когда все приборы заняты то оно теряется.
26008. СМО с бесконечной очередью и полной взаимопомощью для произвольных потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 46.78 KB
  Такая модель задается следующим образом: Эта система является эргодической. СМО типа М М ∞ М Для вероятностей pk этой системы из: Имеем: Где биноминальные коэффициенты определяются обычным образом: Определяя p0 получаем: И следовательно: Таким образом: Не составляеет труда вычислить среднее число требований в системе: Используя частную производную получаем:.
26009. СМО с конечной очередью для пуассоновских потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 76.36 KB
  Длина очереди m число мест в очереди. Если все места в очереди заняты то заявка получает отказ. Если при обслуживании освобождается канал то из очереди переходит очередная заявка на обслуживание; все заявки сдвигаются и вновь поступившая заявка ставится в конец очереди. вероятность того что заявке придется стоять в очереди вероятность очереди: 4.
26010. Понятие системного обслуживания. Классификация 39.96 KB
  Системой массового обслуживания СМО называется любая система для выполнения заявок поступающих в нее в случайные моменты времени. Оптимизация и оценка эффективности СМО состоит в нахождении средних суммарных затрат на обслуживание каждой заявки и нахождение средних суммарных потерь от заявок не обслуженных. Каналом обслуживания называется устройство в СМО обслуживающее заявку. СМО содержащее один канал обслуживания называется одноканальной а содержащее более одного канала обслуживания многоканальной.
26011. СМО с конечной очередью и частичной взаимопомощью для пуассоновских потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 37 KB
  Интенсивность обслуживания заявки каждым каналом равна а максимальное число мест в очереди равно m. Рисунок 1 Граф состояний многоканальной СМО с ограниченной очередью все каналы свободны очереди нет; заняты l каналов l = 1 n очереди нет; заняты все n каналов в очереди находится i заявок i = 1 m. Данная система является частным случаем системы рождения и гибели если в ней сделать следующие замены: В результате получим: Образование очереди происходит когда в момент поступления в СМО очередной заявки все каналы заняты т.
26012. СМО с конечной очередью и частичной взаимопомощью для произвольных потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 42.71 KB
  Предполагается, что имееется конечное число М требований, причем интенсивность поступления каждого требования равна λ. Кроме того, система содержит m обслуживающих приборов, каждый из которых описывается параметром µ. В системе имеется конечное чмсло мест для ожидания
26013. СМО с конечной очередью и полной взаимопомощью для пуассоновских потоков. Граф, система уравнений, расчетные соотношения 48.02 KB
  Граф система уравнений расчетные соотношения. В частности для такого описания будем перекрывать входящий пуассоновский поток на время когда система запоняется следующим образом: Эта система эргодична всегда.