Acceleratori e Reattori Nucleari Saverio Altieri 2013-14 Dipartimento di Fisica Università degli Studi - Pavia

reattore finito Usiamo una costante k per modulare il termine sorgente in modo da compensare le fughe dal sistema e le catture parassite in modo da mantenere il flusso costante nel tempo; quando si riesce a mantenere il flusso costante, l’equazione diventa definendo oppure

k rappresenta proprio il fattore di moltiplicazione neutroni prodotti nelle fissioni generazione attuale neutroni che fuggono dal sistema generazione precedente catture parassite generazione precedente somma dei neutroni della generazione precedente da questa possiamo calcolare k ossia le condizioni di criticità del reattore ma non abbiamo ancora B (bisogna risolvere l’equazione di diffusione)

fattore di moltiplicazione per un reattore veloce infinito assorbimento totale: Fuel-Coolant fattore di moltiplicazione per un reattore veloce infinito

se k = 1 allora il flusso è costante nel tempo risolvendo l’equazione del reattore troveremo che B è legato alla geometria e alle dimensioni del reattore; per cui fissate geometria e dimensioni si calcola B e popi bisogna aggiustare la composizione del reattore in modo da avere valori di k e di L che soddisfino l’equazione di criticità; fissata la composizione, bisogna determinare geometria e dimensioni per avere un B che soddisfi l’equazione di criticità

la probabilità di non fuga dei neutroni Il fattore di moltiplicazione per un reattore veloce finito è dato da quello di un reattore veloce infinito moltiplicato per la probabilità di non fuga dei neutroni

Sistema critico a forma di slab infinito, senza sorgenti esterne; i soli neutroni presenti sono quelli prodotti dalle fissioni La simmetria del problema impone anche che il flusso sia una funzione pari

il flusso tende ad essere piatto al crescere di a B1 tende a zero

il flusso cosinusoidale lungo lo spessore dello slab

diverge

come il cilindro infinito come lo slab

E facendo il rapporto fra le due

LA FUGA DALLE RISONANZE Totale 238U ALTRI MATERIALI (238U) ASSORBIMENTO PASSAGGIO ATTRAVERSO LE RISONANZE CATTURE PARASSITE Produzione del plutonio ALTRI MATERIALI CHE ASSORBONO NEUTRONI E DIVENTANO RADIOATTIVI

Fissione a soglia 238U

ad energie termiche ad energie termiche Neutroni emessi per fissioni ad energie termiche + veloci

gruppo veloce Escono per scattering dal gruppo veloce Entrano per fissione nel gruppo veloce Neutroni emessi per fissioni ad energie termiche + veloci che appaiono come sorgenti nel gruppo veloce

gruppo termico dei che escono per scattering dal gruppo veloce solo raggiungono il gruppo termico, per cui è veloce termico

gruppo veloce gruppo termico

Note geometria e dimensioni si calcola il buckling La composizione deve essere aggiustata in modo che venga rispettata la condizione di criticità

reattore sferico diffusione in un mezzo infinito

per reattori moderati ad acqua leggera