Математические модели физических процессов "Реакция деления ядер. Жизненный цикл нейтронов"
Основы ядерной энергетики. Способы получения энергии. Способы организации реакции горения, цепные реакции. Взаимодействие нейтронов с ядерным веществом, реакция деления ядер. Жизненный цикл нейтронов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.04.2003 |
| Размер файла | 20,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
10
?????????? ?????????-??????????
????????
??????? ? 33
?????????????? ?????? ?????????? ?????????
“??????? ??????? ????. ????????? ???? ?????????”
??????
2002 1. ?????? ??????? ??????????
1.1 ??????? ????????? ???????
? ???? ?????, ? ?????? ????? ?????????? ??????????? ???????????? ? ???????. ?? ????????? ???????????? ?????????? ??????? ????????????? ???????? 30% ???????????????? ?????? ????????. ?????????? ????????, ??? ?????? ????? ??????? ? ??????? ? ???????????? ? ??????? ?????????? ??????? ?? ????????. ??????? ??????? ????????? ??????? ???????????? ????? ??????? ??????? ?? ????????? ( ??????? ????? ) ? ????????? ????? ( ??????? ?????????????? ???????? ???). ????????? ??????? ?????? ???????????? ? ????????????, ??????? ?? ????? ????????????.
???? ?? ???????? ? ????, ??? ?????????? ????? ???????? ????????, ??????? ???????? ? ????? ????? ??? ? ?????????????? ???????? ????????? ???????. ???????, ???????? ??????? ????? ???? ??? ??????? ????????????? ???????????? ?????????? ???????. ????? ???????????? ???????? ??????? ????????? ? ????????? ? ???????? E1 ? ?????????? ?????? ????????? ????????? ???? ?????? ? ???????? E2 ( E1 > E2 ). ? ???????? ???? ??????????? ???????? ?? ?????? ?????????, ?? ??? ???????????? ????????????? ??????????????? ???????, ?? ???? ?????????? ???????????? ?????????????? ????????? ? ???????? E' ( E' > E1 ). ????? ??????? ??????? ???????? ??????? ?????? ???? ??????????? ????????? ??????? ????????????.
1.2 ??????? ??????????? ??????? ???????, ?????? ???????
?????????? ??? ??????? ??????????? ??????? ??????? ???????. ?????? - ????????????? ???????????? ??????? ???????????? ?????? ( ???????????? ??????? ). ?????? ?????? ??????? ? ????????????? ??????? ????? ???????????????? ??????. ??? ??????????? ????? ??????? ????? ?????????? ? ??????? ???????? ???????.
?????????? ??????? ?????????? ???????? ????? ???????? ??????????? ???? ??? ???????????????????? ?????? ???????. ?????? ??????? ???????? ????????? ?????? ????????? - ??? ??????? ???????????? ??? ?????????? ???????, ? ? ?????????? ?? ?????? ?????????? ????????? ???????? ???????.
??? ??????? ???????????? ????????? ??????? ???????? ????? ??????? ???????, ????????? ?? ?? ????? ?????????????? ?????? ? ????? ???????????????? ?????????? ? ???????? ??????. ????? ????????? ??????? ??????? ???? ???? ???????? ????????? ?????? ???????. ??? ??????? ??????? ??????? ????, ??????? ????? ???????????? ????????? ? ???? ? ??????? 2,5 ?? ??? ??????? ????????? ?????????. ???????? ????????? ???????????? ????? ?? ??????????? ?????? ???????, ? ????????? ?????? ????????? ???????. ?????? ?????? ?????? ??????? ??????? ???????? ??? ????, ??? ?? ???????? ?? ??????? ?? ??????????? ?????, ??? ???????? ?? ??????? ????????????? ????? ?????????? ? ???????? ????????????.
2. ?????????????? ????????? ? ??????? ?????????, ??????? ??????? ????.
2.1. ????? ???????? ? ??????? ???????? ?????????????? ????????? ? ??????
? ????? ? ????????????? ?????????? ????????, ????? ???????? ??????? ????? ????????????? ??????? ???????. ??????????, ??????????????? ??? ??????????? ? ??????????? ?????? ??????? ??????? ???? ? ????? ????????? ??????? ?????????? ??????? ?????????????? ?????????.
? ?????? ?????? ???????? ???????? ????? ???????? ?????????????? ????????? ? ??????? ?????????, ???????? ??????? ?? ??????? ???????? - ??????? ??????? ????, ??????? ????????????? ??????? (??????????) ? ??????? ?????????.
??????? (fission)
n A ?????????? (capture)
????????? (scattaring)
??????? ??????? ??????????? ??????? ????????? ????????, ??????? ????? ???????? ???? ? ??????????? ?????????? ??? ??? ???? ?? ???. ????? ??????????? ??????? ???? ??????? ???????? ??????????? (????????????????) ???????.
2.2. ??????????? ??????? ??????? ???????
?????????? ?????? ?????????, ?????????? N? ????, ?? ??????? ?????? ????? ????????? ?? ????????? v ? ????????????? n.
?????? ?????????? ??????? ???? ??? ????? ????.
????? ?????????? ??????? ????? R, ?????
R = N? (1)
= n v - ????????? ?????? ?????????, - ???????????????? ??????? ??????????????. ?????????? ? ?????? ( 1 ? = 10-24 ??2 ).
????? ???????? ????????? (1 ) ??? ???? ???????? ??????? ???????:
Rf = N? f - ??????? ???????
Rc = N? c - ??????? ????????????? ???????
Rs = N? s - ??????? ?????????
total = f + c+ s
?????? ??????, ???????????????? ??????? ?????????????? ???? ??????? ??????? ?? ????????? ????? ???? ? ?? ??????? ????????. ??? ???? ??? ??????????? (E?) ???????????? ???, ? ????? ??????? ??????????? ??????? ???????? E? . ? ???????????? ? ???? ??????? ?????? ??????? ??????? ?? ??? ?????: ??????? ???????? ?????????, ??? E < 0,625 ??; ??????? ????????????? ????????? ??? ??????????? ???????, ??? 0,625 ?? < E < 0.1 ???; ??????? ??????? ?????????, ??? E > 0.1 ???;
2.3 ??????? ????????????? ??????? ? ??????? ?????????
?????????? ??????? ??? ?????? ???? ??????? ??????? - ??????? (??????????) ? ????????? , ? ????? ???????? ? ?????????? ???????? ???????? - ??????? ??????? ????, ??????? ?????????? ??? ??????????? ?????? ???????.
2.3.1 ??????? ?????????
?????????? ??? ???? ??????? ?????????: ??????? ??????????????, ??? ??????? ????????? ???????????? ??????? ????????????????? ???????? ? ???? ?? ???????? ????? ??????? ? ????????? ??????????????, ??? ??????? ????? ???????????? ??????? ???? ?? ??????????? ????????? ???? ? ????? ??????????? ? ???? -??????.
E0 A E1
n A
n E2
n
n A A+1
A
????? ????????, ??? ??????? ?????????? ????????? ?????????? ???? ??? ???????????? ????????? ??????? ???????? (E??? 0,1 ???), ? ?? ????? ??? ??????? ???????? ????????? ???????? ??????.
???????? ??????? ????????? ? ??????? ?????????? ?????? ???????????, ????????? ?????? ?? ??? ???????? ??????? ?????????? ????????? ? ????????. ? ???????? ???????-???????????? ?????? ?????????? ??????? ? ?????? ????, ??????.
2.3.2 ??????? ?????????? (???????)
?????? ??????? ?????? ?????? ???? ? ?????? ????????, ????????? ??? ???????? ????????????? ?? ????????? ? ??????? ???????.
n A A+1
A+1
? ?????????? ??????? ???????? ?? ?????? ???????. c ??????? ?? ??????? ???????? ? ?? ????????? ????? A. ? ??????? ???????? ????????? ??????? ??????????? ?????? c(E) ??????? ??????????????? ???????? ???????? v (??? ??????????? ????? ?? E). ??? ?????????? ??????? ???????? ?????????? ??????????? ???????, ? ??????? c ????? ????????? ?????????? ? ?????????.
2.4 ??????? ??????? ????
?????? ??????? ???????? ?????????? ??? ??. ?????????? ??? ??????? ????? ??????????? ???:
2.4.1 ????? ????? ??????? ???????
n
A1 ???
n A A+1 ???
n n A2 ???
n
??? ????????? ???????? ???? ???????? ???????? ??????? ?? ??? ????? (???????) ????????? ???? ??????? ?????? (??? ????? ???????????? ?????????) ?????? ? 95/140. ???????, ??????? ??????? ?????????? - ??? ??????? ???????. ????????? ?? ??? ??????? ????????? ??????????: U235, Pu239, Pu241 (? ??????? ??????????? ?????? U235, ?????????? ???????? ? ???????????? U238 ?????????? 0.714%). ?????? ???????, ????????, ???????????? ????, ??????? ?????? ???????? ??????????. ?????? ??????, ??????? ?? ????????? ?? ??????? ?????, ????????? ?????????? ????? ????????? ??????? ?? ????????? ???????.
2.4.2 ?????????????? ?????? ??????? ???????
?????????? ?????????????? ?????? ??????? ???????.
????? E??? = 0.025 ?? - ??????? ??????? ????????? ???????? ??? 200 ?. ????? E?????= 200 ???.
|
??????? ???????_ |
??? ?????????? ??????? |
E, ??? |
|
|
???????????? ??????? ???????? |
????? |
167 |
|
|
???????????? ??????? |
????? |
6 |
|
|
???????????? ??????? n |
????? |
5 |
|
|
???????????? ??????? |
????? |
8 |
|
|
???????????? ??????? |
??????? ???????? |
12 |
2.4.3 ??????? ???????.
???. 2 ???. 3
???. 1
??????????? f(E) ????? ?????????? ??????? ???, ????????? ?? ?????? E-1/2 ????????????? ????? ??????????. ???? ?? ???????? ???? ??????????? ?????????? ???????? f(E) = E-1/2, ?? ?????? ??????????? f(E) = f E1/2 ??? U235 ? ??????? ???????? ?????????, ???????????? ?? ???. 1 ???? ??? ??????, ???????????? ??? ???????. ?????? ?? ???????? ??? ??????????? ????? ??????????? ?? ???. 1 ???, ? ?????????? ? ????? E = 0,3 ??.
?? ???. 2 ????????? ??????????? ??????????? f ? total ?? E ? ?????? ????? ??????? ???? ???????? ???????? ? ????????? ??????????. ?? ???. 3 ????????? ??????????? ??????? ??????? ??? U238, ?? ??????? ?????, ??? ??????? ????? ???? ???????? ?????? ???????? ?????????? (E??? > 1). ??????? ??????? ???? ?????????? ????????? ??????? ????? ?????????? ?? ??????????? ????????.
2.4.4 ??????????? ?????????
??? ????? ?? ??????????? ???? ?????, ??? ??????? ??????? ????? ????? ???? ????? ?????????? -??????, -??????? ???????, -?????? ???????, ???????? ??????? ? ????????. ? ????? ?????? ?????? ??????? ??????? ???????? ?????? ???????? ??????????? ?????????. ??????? ????? ??????????? ? ?????????? ??????? ??????? ????????? ?????????? f . ??? ???????? ??????? ?? ????????? ????? ?????????? ???? ? ??????? ?????????????????? ? ??? ????????. ?????????????? ???????? ???????? ????????? ???????? (?????? ?? 0,5 ?? 15 ???), ??? ??????????????? ???????? ????????? ???????. ??? U235 ??????? ???????? ??????? ????????? ??????? ????? 1.93 ???.
? ???????? ??????? ??????? ????? ?????????? ??? ???? ?????????????? ??????????? ?????? ??????? (?? ??????? ????????? ????????????? ???????), ??? ? ????, ??????????? ??????????????? ??????????? ?? ?? ??? (???? ??? ???????? ??????? ???????? ????????????? ???????).
2.4.5 ????????????? ????????
?????????? ???????????? ??????? ???????, ?????? ?? ????????? ? ????? ?????? ??????? ??? ????????????? ????????. ?? ????????, ??????? ?????????? ?? ??????????????? ??? ??????? ??????? ???????? (?????????? ????????), ? ? ?????????? ??????? ???????? ?????????? ?????????????? ??????????. ?????????????? ????????????? ????????? ??????? ?? ??????? ????????. ?????? ????????????? ???????? ????? ?? 6 ????? ?? ????????? ??????????: T - ??????? ????? ????? ????????, i - ???? ????????????? ????????? ????? ???? ????????? ???????, i/ - ????????????? ???? ????????????? ????????? ?????? ??????, E - ???????????? ??????? ????????????? ?????????.
? ????????? ??????? ????????? ?????????????? ????????????? ????????? ??? ??????? U235
|
? ?????? |
T, ???. |
i |
i/ , % |
E, ??? |
|
|
1 |
80.0 |
0.21 |
3.3 |
0.25 |
|
|
2 |
32.8 |
1.40 |
21.9 |
0.56 |
|
|
3 |
9.0 |
1.26 |
19.6 |
0.43 |
|
|
4 |
3.3 |
2.52 |
39.5 |
0.62 |
|
|
5 |
0.88 |
0.74 |
11.5 |
0.42 |
|
|
6 |
0.33 |
0.27 |
4.2 |
- |
? ?????:
N??? / (N??? + N???) = = 0.0065; T??? 13 ???.; T??? 0.001 ???.
?? ???? ?? ???????? ???????????? ??????? ??????? ???? ? ???????? ? ???????? ?????? ??????? ??????? ? ?????????? ????? ?????????.
3. ????????? ???? ?????????
3.1 ??????????? ?????? ???????
? ?????????? ??????? ???? ?????????? ? ??????? 2.5 ????????. ??????? ????? ???????????? ?????? ??????? ???????, ??? ??????? ????? ????????, ? ???? ??????? ?????????? ??????? ??????? ???? ???????. ?????? ?????? ??????? ??????? ?????? ???????????? ????????????? ??????? ????????????? ??????? ? ?????? ????????? ?? ???????? ???? ????????. ? ?????? ?? ?????? ?????? ?????????????, ??????????????? ????????? ? ???????????, ??????? ??????????? ?????? ?????????.
????? ??????? ?? ???????? ? ????????????? ???????? ????, ??? ????? ???????? ???????? ?????? ??????? ??????? ? ?? ?? ???????? ????????? (?????? ????? ???????? ?????? ??????????? ??? ?????????????? ?????). ????? ????????, ??? ?? ????? ????????????? ????????, ???????????? ???????????? U238, ??????????? U235. ????? ???? ??? ???????? ????? ???????, ??? ???????? ???? ???????? - ??????????? ? ??????????.
3.2 ???????? ?????????????? ?????? ???????
?????????? ???????????, ??????????????? ?????????? ?????? ??????? ???????.
3.2.1 ??????????? ??????????? ?? ??????? ?????????
????? ? ????? ???? N ??????? ?????????, ??? ????? ????????????????? ? ?????? ?????, ? ??? ????? ? ? ?????? U238, ?? ?? ??? ??????? ????? ??????? ???? ?????? ??????? (1 ???) ????? ???????? ??????? ????? ? ??????????? ????? ??????? ?????????. ??? ???? ?? ??????? ????? ?????? ?????? ???????.
??????????? ??????????? ?? ??????? ????????? - ????? ????????? ??????? ??? ????? ??????? U238 ?? ???? ??????? ??????? (??????????? ? ?????????? ??????? ???? U235).
Подобные документы
Способы получения энергии. Способы организации реакции горения, цепные реакции. Общие сведения о ядерных реакциях взаимодействия нейтронов с ядрами. Реакция радиационного захвата и реакция рассеяния. Возможность цепной реакции. Жизненный цикл нейтронов.
курсовая работа [20,0 K], добавлен 09.04.2003Деление тяжелых ядер. Реакция деления ядра урана-235. Развитие цепной реакции деления ядер урана. Коэффициент размножения нейтронов. Способы уменьшения потери нейтронов. Управляемая ядерная реакция. Главные условия протекания термоядерной реакции.
презентация [459,5 K], добавлен 25.05.2014Изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами. Механизм протекания ядерной реакции. Коэффициент размножения нейтронов. Масса урана, отражающая оболочка и содержание примесей. Замедлители нейтронов, ускорители элементарных частиц.
доклад [18,8 K], добавлен 20.09.2011Сущность цепной ядерной реакции. Распределение энергии деления ядра урана между различными продуктами деления. Виды и химический состав ядерного топлива. Массовые числа протона и нейтрона. Механизм цепной реакции деления ядер под действием нейтронов.
реферат [34,4 K], добавлен 30.01.2012ООбщие характеристики и классификация нейтронов, механизмы их взаимодействия с веществом: упругое и неупругое рассеяние; ядерные реакции с образованием протона, альфа-частицы. Процесс замедления нейтронов, диффузное отражение; нейтронные волны в средах.
реферат [107,9 K], добавлен 08.03.2012Первые ядерные реакторы, их принцип работы как устройств, в которых осуществляется управляемая реакция деления ядер. Использование в ядерных реакторах, работающих на естественном уране, замедлителей нейтронов для повышения коэффициентов их деления.
презентация [627,4 K], добавлен 26.02.2014Взаимодействие между нуклонами. Особенности ядерных сил. Способы освобождения ядерной энергии: деление тяжёлых ядер и синтез лёгких ядер. Устройство, в котором поддерживается реакция их деления. Накопление радиоактивных элементов в организме человека.
презентация [8,5 M], добавлен 16.12.2014Энергия связи и состав атомного ядра. Особенности цепной ядерной реакции. Основы термоядерного синтеза. Ядерный реактор как установка, в которой осуществляется управляемая цепная реакция деления тяжелых ядер. Применение этого рода энергии. Определения.
презентация [3,8 M], добавлен 22.12.2013Теоретические и технические основы ядерной энергетики. Особенности ядерного реактора как источника теплоты. Классификация реакторов по уровню энергии нейтронов, участвующих в реакции деления, по принципу размещения топлива, конструктивному исполнению.
реферат [181,6 K], добавлен 11.05.2011Физические основы ядерной реакции: энергия связи нуклонов и деление ядер. Высвобождение ядерной энергии. Особенности применениея энергии, выделяющейся при делении тяжёлых ядер, на атомных электростанциях, атомных ледоколах, авианосцах и подводных лодках.
презентация [1,0 M], добавлен 05.04.2015
