Тред №1046527

Цитата: ЦитатаВернемся к вчерашней задаче об утруске массы активной зоны:


Решение Пакмана через тепловую мощность в лоб и самое правильное. При условии, что эта тепловая мощность известна с нужной точностью, ее можно вычислисть через отпущенную электроэнергию плюс собственное потребление, поделенные на КПД, если КПД известно с нужной точностью, и помноженное на КИУМ, и поправленное на неуловимые примерно 6% энергии, которую украли нейтрино. Эти 6% почти вычисляемы, можно сказать, что калибровка этой энергии проведена с разумной, может даже уже в несколько (?) процентов, точностью в в опытах по наблюдению реакторных антинейтрино. При этом для формулы Эйнштейна совершенно неважно, куда и как рассеивалась тепловая мощность и из каких изотопов и осколков она выделялась. 

С точностью до копеек работают только бухгалтерии.... как и отпущенную гигаваттную мощность вряд ли знают до долей киловатта.
Так тот же КПД плавает в течение суток, и где-то была цифирь, что одинаковые АЭС в теплом Аккую и холодном Синопе будут по КПД отличаться на 1% в пользу Синопа.

Теперь по килограммам нейтронов. Повторю свои рассуждения. Как освоивший таблицу умножения еще в 50-х, привык умножать в уме, округляя где можно, игнорируя для оценки плюс/минус лапти в десяток процентов.

Исхожу из того, что мы знаем массу урана в активной зоне. Мы знаем, что обогащение около 4.5 % (тут меня можно уточнять), и я ничтоже сумнящеся положил выгорание за год в 0.9% (может 1% и реалистичнее, но это в пределах моего плюс/минус лаптя). 
Если в активной зоне 90 тонн (опять в пределах моего плюс/минус лаптя, можно уточнять), то за год через деление прошло 810 кило урана-235. 

Суммарная масса осколков меньше массы урана-235+тепловой нейтрон на 200 МэВ (вроде точная цифра для средней энергии 207 МэВ, она плавает в зависимости от канала деления и числа прямых нейтронов, если выкинуть украденное нейтрино, то тепловая энергия вроде 192 МэВ на деление, можно уточнить). 

Это надо поделить на массу ядра урана-235 в 220 ГэВ, т.е., получаем 0.9 промилле от массы ядра. Т.е., те 810 кило урана-235, что прошли сквозь деление, потеряли в весе 810 кило помноженные на те 0.9 промилле, что даст 730 г, украденных за год из активной зоны "по гнусной теории Эйнштейна" ((с) Высоцкий). Если выгорание 235-го за год ближе к 1%, то потеря веса активной зона за счет 235-го будет ближе к 800 г.

Но есть еще деление наработанного плутония, который из 238-го, а я считал только деление 235-го. Ни при какой погоде я этих книг, конечно, не читал ((с) Есенин), но под конец кампании из плутония идет, кажись, до четверти энергии? Так что может надо еще пяток процентов, т.е., грамм 40 накинуть? В-общем, моя оценка по 235-му будет нижней границей.

Теперь нейтроны. При массе делящегося 235-го в 220 ГэВ масса 2.5 нейтронов тянет в 2.35 ГэВ., т.е., в 1,07% массы первичного ядра. Помножим это на 810 кило и получим 8.7 кило нейтронов. 

Вот тут становится горячо, и об этом я вчера не подумал, так что задачу решил еле-еле на троечку у либерального экзаменатора. Из этих 2.5 нейтронов один и строго один поглощается в топливе, обеспечивая самоподдерживающуюся реакцию. Так что из 8.7 кило нейтронов, вылетевших их топлива (энергии прямых нейтронов на именно вылет сразу после деления должно хватать), 3.5 кило после замедления вернулись в топливо и были поглощены в нем. Судьба стальных 5.2 кило должна быть описана в тех учебниках, которые я не изучал: часть поглощается, вернувшись после замедления в то же топливо, радиационным захватом, и эту долю по учебникам найти легко. Часть поглощается в цирконии, часть в воде делает тритий, часть поглощается в СУЗ, часть в прочих конструкционных материалах, часть доходит до корпуса реактора, и часть пронизывает корпус реактора --- вот это чистая утечка из реактора. По учебникам это все может быть вычислено. 

В-общем, если в понятие активной зоны включить все, что внутри корпуса реактора, включая сам корпус, и всю воду первичного контура, то оценка по-Пакману даст потерю массы всего этого монстра. Если же активная зона это топливные кассеты и это всё, то к тем 730-800 граммам энергии деления надо добавить что-то заметное от массообмена за счет нейтронов. 

Так что задача, как любили говорить американские физики лет 25 тому назад, до эпохи полной затюрканности мужиков и табу на слово "женщина", задача-то оказалась с близкого расстояния сексуально намного привлекательнее, чем издаля.