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

76638. Россия в конце 20-в начале 21 века. Глобальные проблемы человечества 71 KB
  Первым Президентом России еще в составе СССР 12 июня 1991 г. На 5 съезде Верховного Совета России председателем этого органа власти был избран Р. С кровавой войны в России началась новая эра эра президентского правления. По итогам выборов состав Государственной думы сложился следующим образом: из 450 мест наибольшее число депутатских мандатов получили представители пропрезидентского блока Выбор России Е.
76639. История в системе социально-гуманитарных наук. Основы методологии исторической науки. Факторы самобытности российской истории 35 KB
  История наука о развитии человеческого общества во всем его многообразии. История общества представляет собой совокупность конкретных и многообразных действий и поступков отдельных людей человеческих сообществ находящихся в определенной взаимосвязи составляющих все человечество. В системе социально-гуманитарных дисциплин история может играть роль всеобщей базы которая постепенно накапливается.
76640. Восточные славяне в древности 32.5 KB
  Однако историки сходятся во мнении что реальными предшественниками русских людей были восточные славяне принадлежащие к группе индоевропейских народов. В результате разгрома сарматами славяне продвигаются на север в лесную зону ассимилируя литовско-латышские и финно-угорские племена. Главными действующими лицами в нем были германцы и славяне.
76641. Особенности становления государственности в России и в мире. Киевская Русь 32.5 KB
  Центром этого государства был Киев. Название этого государства неизвестно. Иногда его называют Каганат русов поскольку глава этого государства по аналогии с соседним хазарским носил титул Кагана. На эти сведения опирается так называемая норманская теория происхождения русского государства.
76642. Крещение Руси 34.5 KB
  Оно имеет длительную историю: распространение христианства на Руси началось задолго до крещения на Днепре и продолжалось еще в течение полутора веков. Православные источники связывают проникновение христианства на территорию Киевской Руси с миссионерской деятельностью апостола Андрея Первозванного в I веке н. Владимир предпринял первую религиозную реформу суть которой состояла в попытке слияния разнородных богов всех племен Киевской Руси в единый пантеон во главе с княжеским богом Перуном.
76643. Феодальная раздробленность Руси 27 KB
  Как и в Западной Европе тенденции к политической раздробленности на Руси проявились рано. Именно с этого времени историческая наука ведет отсчет феодальной раздробленности на Руси. В первые полтора века существования Киевской Руси дружина полностью находилась на содержании у князя.
76645. Русские земли в 15 в. и европейское средневековье. Складывание централизованного государства. Возвышение Москвы 39 KB
  Возвышение Москвы Как и в Западной Европе после периода феодальной раздробленности на Руси в XIVXV вв. На Руси хотя экономические связи между отдельными княжествами без сомнения развивались но общий всероссийский рынок возник позже только в XVII в. Таким образом политические процессы на Руси опережали экономические. Усилиями нескольких поколений выдающихся деятелей на Руси складывается такое государство.
76646. Россия в 16 в. в контексте развития европейской цивилизации. Иван-4 – первый царь Всея Руси. Опричина 35 KB
  Период опричнины В 1560 г. царь вводит новый порядок управления государством получивший название опричнины. Политическим и административным центром опричнины стал особый двор со своей Боярской думой и приказами. В опричнине была особая казна и особое опричное войско: первоначально одна тысяча к концу опричнины шесть тысяч.