Đồ Án Xác định một số thông số vật lý cơ bản của lò phản ứng hạt nhân đệm cuội cố định (FBNR)

Đề tài: Xác định một số thông số vật lý cơ bản của lò phản ứng hạt nhân đệm cuội cố định (FBNR)


MỞ ĐẦU

Vật lý lò phản ứng là một bộ phận đặc biệt của vật lý hạt nhân, nghiên cứu phản ứng phân hạch hạt nhân dây chuyền trong lò phản ứng. Việc xác định các thông số vật lý lò phản ứng hạt nhân như : phân bố thông lượng nơtron, hệ số nhân hiệu dụng, độ phản ứng và công suất lò phản ứng . là những công việc hết sức quan trọng trong nghiên cứu vật lý lò phản ứng hạt nhân. Để xác định các thông số vật lý đó, chúng ta cần có phương trình vận chuyển nơtron hay phương trình khuyếch tán nơtron. Có ba loại lò phản ứng phổ biến hiện nay là PWR (The Pressuized - Water - Reactor), BWR (The Boiling - Water - Reactor), CANDU (CANADA - Deuterium Uranium) .

Điện hạt nhân trong đó có lò phản ứng hạt nhân đã được chứng minh qua thực tế về tầm quan trọng của nó trong đời sống con người. Điện hạt nhân là một giải pháp cho bài toán năng lượng. Việt Nam coi việc phát triển điện hạt nhân là một vấn đề tất yếu trong quá trình phát triển đất nước.

Bốn vấn đề Bốn vấn đề quan trọng có ảnh hưởng đến việc phát triển và chấp nhận của công chúng đối với điện hạt nhân trên thế giới là an toàn, không phổ biến vũ khí hạt nhân, lưu giữ nhiên liệu đã cháy và phần nào tiết kiệm nguồn tài nguyên urani. Để đáp ứng bốn vấn đề trên một cách hiệu quả, các nước công nghiệp phát triển đang nghiên cứu thiết kế lò phản ứng công suất nhỏ FBNR trong một dự án của IAEA. Lò phản ứng FBNR sẽ hoạt động ở công suất từ 10 đến 300 MWe, có độ an toàn thụ động tuyệt đối, không có các sự cố nóng chảy vùng hoạt và độ phản ứng dương, không thể sử dụng nhiên liệu đã cháy để sản xuất vũ khí hạt nhân và người ta cũng xem xét khả năng thay thế nhiên liệu urani bằng nhiên liệu thori-urani/plutoni cho loại lò này.
Nội dung của luận văn với tiêu đề : “Xác định một số thông số vật lý cơ bản của lò phản ứng hạt nhân đệm cuội cố định (FBNR)” chỉ giới hạn tính toán một số thông số cơ bản như: hệ số nhân nơtron hiệu dụng và phân bố thông lượng nơtron trong lò phản ứng. Luận văn bao gồm ba chương:
Chương I. Trình bày lý thuyết cơ bản về phương trình vận chuyển nơtron bằng gần đúng khuếch tán.
Chương II. Giới thiệu một vài đặc điểm chính của các loại lò hiện tại đang được sử dụng.
Chương III. Xác định hệ số nhân nơtron hiệu dụng và phân bố thông lượng nơtron trong lò FBNR.
Cuối cùng là phần kết luận.

Nội dung của luận văn được giải quyết trong điều kiện tác giả còn hạn chế về kinh nghiệm tiếp cận chương trình tính toán và bước đầu tiếp xúc với việc nghiên cứu khoa học cho nên không tránh khỏi những sai sót. Kính mong các thầy, các cô và các bạn sinh viên thông cảm góp ý để luận văn được hoàn chỉnh hơn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn.

MỤC LỤC


XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ VẬT LÝ CƠ BẢN CỦA LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐỆM CUỘI CỐ ĐỊNH (FBNR)
Mở đầu 1
Chương I: Phương trình vận chuyển nơtron và phương trình khuếch tán 3
I. Phương trình vận chuyển 3
I.1. Phản ứng dây chuyền và công thức 6 thừa số 3
I.2. Các định nghĩa 4
I.3. Phương trình vận chuyển nơtron 8
II. Giải phương trình vận chuyển nơtron bằng gần đúng khuếch tán 9
II.1. Định luật Fick 9
II.2. Phương trình khuếch tán nơtron 10
II.3. Các điều kiện biên 11
II.4. Phương trình khuếch tán 2 nhóm nơtron 12
III. Thông lượng nơtron trong lò nhiệt có vành phản xạ 16
III.1. Phương trình khuếch tán nơtron tại vùng hoạt 17
III.2. Phương trình khuếch tán nơtron trong vùng phản xạ 17
Chương II: Các loại lò phản ứng 22
I. Các loại lò phản ứng thế hệ thứ 3 22
I.1. Lò phản ứng nước áp lực (PWR) 22
I.2. Lò phản ứng nước sôi (BWR) 26
I.3. Lò phản ứng nước nặng (CANDU) 31
II. Lò phản ứng hạt nhân đệm cuội cố đinh (FBNR) 34
II.1. Những đặc điểm chung 35
II.2. Những ưu điểm của lò FBNR 37
Chương III. Xác định một số thông số cơ bản của lò FBNR 39
I. Hệ số nhân nơtron hiệu dụng 41
II. Phân bố thông lượng nơtron 41
III. Kết luận 44

Tổng kết 46
Tài liệu tham khảo 47
Mục lục 48