李维
Re: 控制棒是怎么工作的?
2011-3-24 14:35
阅读:3696
标签:中子, 燃料棒, 连锁反应
燃料是做成小块,放在套管里面。套管外边是水,管子排列中
作者: mirror (*)
日期: 03/23/2011 22:52:42

有一些中子吸收用的调节棒。并不是每个燃料棒都配有一个控制棒,而是很多根燃料棒(近1千根)排列构成的“堆”,堆里有足够能够抑 制链式反应的调节棒。调节可以是调节棒插入堆中的深度,也可以是个数。因为有限堆体的缘故,燃料棒的反应程度不一样,也需要时常调换燃料棒的位置。

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就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。

燃料棒里的中子不必关心。因为单个的棒或者几个棒的组合都小于临界体积。
作者: mirror (*)
日期: 03/24/2011 00:15:53

连锁反应是说堆整体的,没有必要局限在用自己的中子 打中自己棒里的U235。因为“厚度”(体积)不够,中子“外洩”。这个中子打到别的棒中的原子核也是连锁反应。

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就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。

链式反应需要慢中子。因为这样的中子对U235的反应截面积大。
作者: mirror (*)
日期: 03/24/2011 01:32:15

但分裂出来中子比较高能(快),需要用什么东西减速。减速材料是越接近中子的质量就效果 越好。H,D等都是好材料。尤其是D重氢(重水),对中子的吸收少,是最好的减速材料(H减速好但吸收大。比D大300倍)。用重水可以不浓缩U235,用天然铀。但是要“浓缩”水。用轻水就要浓缩铀。浓缩铀要比浓缩水难度大。直观的理解就是1/18与3/238的差。当然实际的技术两者是不同的。

减速和冷却在反应堆里是兼职的。新诞生的中子比消耗掉的多是链式反应的基本概念。新诞生的中子要在水中减速,通过碰撞(不是摩擦)。这个过程中有吸收的消耗。如果再有中子吸收的材料的话,水中减速过程中的中子就要被吸收,链式反应就停下来了。链式反应的份儿大约是95%,自然的核反应是5%。一个堆的发热量按100万千瓦算,5万千瓦是非链式反应的热量。按1千个棒算,一个棒5万瓦。一条棒按5m算,1m1万瓦。1cm长100W。这个热量也是很可观了。如果没有合适的冷却,必然要升温。

中子的寿命大约是13分钟。在此期间如果能遇到一个U235就是有效的中子。表面积与体积的比是个增函数。因此有个临界体积,不让中子到反应堆外面去“浪费”掉。

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就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。




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