До настоящего времени при решении задач физики ЯР нами использовался одногрупповой метод. При этом считалось, что в ЯР только тепловые нейтроны определяют все процессы, происходящие в нем: поглощение, деление ядер и др. В то же время считалось, что рожденные нейтроны надтепловых энергий не оказывают влияние на работу ЯР и служат лишь источником тепловых.
Однако анализ полученных в этом приближении результатов показывает, что большое количество допущений и приближений позволяют использовать такой подход в качестве самого первого (оценочного) приближения, например, одногрупповой метод позволяет получить неплохие результаты для гомогенных ЯР без отражателя (нереальный случай), имеющих большие размеры.
Реальные распределения плотности потока тепловых нейтронов в цилиндрическом ЯР с боковым отражателем и полученные в рамках одногруппового приближения существенно отличаются.
Основная причина такого положения вещей кроется в том, что не учтен тот факт, что на процессы в ЯР влияет не только поведение тепловых нейтронов, но и нейтронов других энергий.
Рассмотрим энергетический спектр нейтронов ЯР на тепловых нейтронах.
Видно, что условно можно выделить 3 основных составляющих спектра нейтронов:
· быстрые нейтроны – нейтроны деления;
· замедляющиеся (промежуточные) нейтроны;
· тепловые нейтроны.
Несмотря на то, что количество тепловых нейтронов достаточно велико, потоки нейтронов других энергий тоже значительны, и они не могут не влиять на процессы в ЯР.
В практических приложениях теории реакторов энергетическая зависимость потока нейтронов и сечений описывается с использованием многогруппового подхода.
Исторически многогрупповой подход возник в связи с разработкой реакторов на быстрых нейтронах. В тепловых реакторах основные события с нейтронами происходят в тепловой части спектра, иначе реактор не был бы тепловым. Следовательно, физика тепловых реакторов может быть рассмотрена в односкоростном приближении с введением некоторых поправок на процессы, происходящие в прочих энергетических областях. Хорошим примером такого подхода является формула четырех сомножителей. В быстрых же реакторах нейтроны делятся и поглощаются по всему энергетическому спектру.
Менее известным фактом является то обстоятельство, что многогрупповой подход возник и из-за необходимости разработки лодочных реакторов. Эти аппараты по своему спектральному классу относятся к промежуточным и также требуют аккуратного учета энергетических зависимостей сечений и потоков.
Многогрупповой подход заключается в формальном разделении всей совокупности нейтронов на энергетические группы, для которых групповые сечения определяются путем усреднения по группе. В качестве весовых функций при усреднении используются внутригрупповые спектры нейтронов, что обеспечивает сохранение в многогрупповом приближении скоростей нейтронно-ядерных реакций.
2014-02-05
430
