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Acceleratori e Reattori Nucleari

Saverio Altieri

Dipartimento di Fisica Università degli Studi - Pavia

2013-14

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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

reattore finito

k rappresenta proprio il fattore di moltiplicazione

neutroni prodotti nelle fissionigenerazione attuale

neutroni che fuggono dal sistemagenerazione precedente

catture parassitegenerazione precedente

somma dei neutroni della generazione precedente

da questa possiamo calcolare k ossia le condizioni di criticità del reattorema non abbiamo ancora B (bisogna risolvere l’equazione di diffusione)

fattore di moltiplicazione per un reattore veloce

infinito

assorbimento totale: Fuel-Coolant

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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

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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

la probabilità di non fuga dei neutroni

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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

al crescere di a B1 tende a zero 9

il flusso tende ad essere piatto

10il flusso cosinusoidale lungo lo spessore dello slab

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diverge

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come il cilindro infinito come lo slab

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E facendo il rapporto fra le due

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eV.EMeVE nn 02501

CATTURE PARASSITE

PASSAGGIO ATTRAVERSO LE

RISONANZE

Totale 238U

LA FUGA DALLE RISONANZE

ALTRI MATERIALI (238U) ASSORBIMENTO

Produzione del plutonio

ALTRI MATERIALI CHE ASSORBONONEUTRONI E DIVENTANO RADIOATTIVI

Fissione a soglia

238U

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ad energie termichead energie termiche

Neutroni emessi per fissioni ad energie termiche + veloci

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Escono per scattering dal gruppo veloce Entrano per fissione nel gruppo veloce

gruppo veloce

Neutroni emessi per fissioni ad energie termiche + veloci che appaiono come sorgenti nel gruppo veloce

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gruppo termico

dei che escono per scattering dal gruppo veloce

solo raggiungono il gruppo termico, per cui è

veloce

termico

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gruppo veloce

gruppo termico

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Note geometria e dimensioni si calcola il buckling

La composizione deve essere aggiustata in modo che venga rispettata la condizione di criticità

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MM

AM NM

NmV

MN

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reattore sferico

diffusione in un mezzo infinito

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41per reattori moderati ad acqua leggera

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