反應(yīng)堆的中毒效應(yīng)和毒物影響

1、反應(yīng)堆的中毒效應(yīng)和毒物影響毒物的影響隨著反應(yīng)堆的運(yùn)行，反應(yīng)堆中的裂變產(chǎn)物也隨之積累。在這些裂變產(chǎn)物中，有些產(chǎn)物對中子的吸收截面較大，并且其份額也較大。這些裂變產(chǎn)物對中子的吸收會導(dǎo)致中子的有效利用系數(shù)降低，從而對反應(yīng)堆反應(yīng)性造成影響。2022/8/6146.中毒效應(yīng)2022/8/62現(xiàn)考慮一個以235U為燃料的均勻熱中子反應(yīng)堆，其有效增殖系數(shù)為：KefffpPL作為近似，可以認(rèn)為裂變毒物只是通過改變熱中子利用系數(shù)f而影響反應(yīng)堆的增殖系數(shù)Keff，對、p和PL沒有影響。46.中毒效應(yīng)2022/8/63設(shè)有毒物和無毒物時，反應(yīng)堆的熱中子利用系數(shù)為f和f，顯然有：46.中毒效應(yīng)2022/8/64若假設(shè)

2、有毒物和無毒物時反應(yīng)堆的有效增殖系數(shù)為K和K，從而有：顯然有： N(P2)；從而NXe 0，即135Xe的濃度會先增加；經(jīng)過一段時間，功率降低導(dǎo)致的135I的產(chǎn)生率降低的效應(yīng)逐漸體現(xiàn)出來，使得Nd逐漸減小，降低到和N相匹配的水平：Nd(P2)N(P2)。47.135Xe中毒2022/8/647功率提升時當(dāng)反應(yīng)堆的功率P提升（P1P2）時：中子通量增加；由于N與密切相關(guān)，從而立即增加；由于Nd對并不敏感，此時有：Nd(P1) N(P2)；從而NXe 21015a，其可視為是穩(wěn)定的。48.149Sm中毒2022/8/65948.149Sm中毒2022/8/660簡化處理為了簡化計(jì)算，需要對149S

3、m的衰變鏈進(jìn)行簡化：149Nd的裂變產(chǎn)額為0.0113，半衰期為2h，相對149Pm的半衰期（54h）較短。可以忽略149Nd的中間作用，認(rèn)為149Pm是在裂變時直接產(chǎn)生的。從而可得：PmNd48.149Sm中毒2022/8/661149Pm的動力學(xué)方程.產(chǎn)生項(xiàng)：149Pm的產(chǎn)生是通過裂變直接產(chǎn)生，具體表達(dá)式為：.消耗項(xiàng)：149Pm的消耗則主要是通過-衰變，變?yōu)?49Sm：N2PmNPm48.149Sm中毒2022/8/662.動力學(xué)方程從而149Pm的動力學(xué)方程為：48.149Sm中毒2022/8/663149Sm的動力學(xué)方程.產(chǎn)生項(xiàng)149Sm的產(chǎn)生是通過149Pm衰變產(chǎn)生的。其產(chǎn)生率的具體

4、表達(dá)式為：N1PmNPm.消耗項(xiàng)149Sm的半衰期T1/2 21015a，可以認(rèn)為其是穩(wěn)定的。從而149Sm的消耗項(xiàng)的表達(dá)式為：48.149Sm中毒2022/8/664.149Sm的動力學(xué)方程從而149Sm的動力學(xué)方程為：48.149Sm中毒2022/8/665方程的求解與分析平衡149Sm中毒當(dāng)反應(yīng)堆達(dá)到穩(wěn)定時，有：48.149Sm中毒2022/8/666從而可得：149Sm所具有的毒性為：48.149Sm中毒2022/8/667反應(yīng)堆啟動時的149Sm濃度雖然平衡時的149Sm的濃度與反應(yīng)堆內(nèi)中子通量密度水平?jīng)]有關(guān)系。但是達(dá)到149Sm平衡所需的時間與的水平是密切相關(guān)的。對于149Sm而言，其達(dá)到平衡149Sm中毒的時間較長，一般需要幾百個小時以上。48.149Sm中毒2022/8/668當(dāng)反應(yīng)堆啟動后，堆芯功率水平立即達(dá)到一個穩(wěn)定水平，即在t0時有：NPm(0)NSm(0)0根據(jù)以上初值條件，求解動力學(xué)方程可得：48.149Sm中毒2022/8/669其所具有的毒性為： 48.149Sm中毒2022/8