Порядок выполнения работы и обработка результатов. 1. Измеряется фоновая скорость счета
1. Измеряется фоновая скорость счета. Измерения проводятся 5¸7 раз, затем исключаются наибольшее и наименьшее значение измеренного фона, а по оставшимся значениям определяется среднее значение фоновой скорости счета и погрешность его определения.
2. На различных расстояниях от источника поводится два типа измерений: "детектор без кадмиевого чехла" и "детектор с кадмиевым чехлом". Измерения каждого типа проводятся аналогично измерению фоновой скорости счета. В результате для каждого расстояния получаем два экспериментальных значения: 
и 
, где 
и 
– средние значения скорости регистрации нейтронов при измерениях без кадмиевого чехла и с ним за вычетом фона, соответственно; 
и 
– погрешности определения скоростей регистрации нейтронов при измерениях без кадмиевого чехла и с ним, соответственно.
3. Для каждого расстояния определяется скорость счета, обусловленная тепловыми нейтронами: 
. Рассчитывается среднее значение величины 
и погрешность ее определения – 
.
4. Проводится логарифмирование всех значений Nт и определяется погрешность расчета величины lnNт – 
.
Результаты измерений и расчетов заносятся в таблицу.
| z, см | , c-1
| , c-1
|  , c-1
| 
|
5. По данным таблицы на график ln Nт = f(z) наносятся полученные значения со своими доверительными интервалами. На определенных расстояниях от источника нанесенные данные могут быть с хорошей точностью аппроксимированы прямой. Это означает, что в данной области зависимость Ф(z) имеет экспоненциальный характер. Поиск этой области производится методом наименьших квадратов.
6. Определив область экспоненциального спада Ф(z), для двух точек этого участка по соотношению (24) рассчитывается постоянная 
, а также погрешность ее определения.
7. По соотношению (25) рассчитывается параметр 
и погрешность его определения. Зная величину , вычисляется длина диффузии нейтронов в рассматриваемой среде со своей погрешностью.
8. Составляется отчет о работе, который должен включать следующее:
– кратко необходимые теоретические сведения и соотношения;
– результаты теоретического расчета длины диффузии нейтронов в данной среде и экстраполированные размеры призмы, для расчета необходимо использовать данные, приведенные в нижеследующей таблице
| Материал | Плотность, г/см3 | Объемная доля материала в среде, отн. ед | Микроскопические сечения, б | |
| поглощения | рассеяния | |||
| Графит | 2,00 | 9,99×10-1 | 3,5×10-3 | 4,75 |
| Сталь | 7,80 | 8,00×10-4 | 2,43 | 3,64 |
| Кадмий | 8,65 | 2,55×10-5 | 5,60 |
– результаты измерений и расчетов величин N, Ncd, Nт, а также погрешностей их определения;
– график зависимости lnNт=f(z) и результаты определения области экспоненциального спада;
– результаты расчетов постоянных , , длины диффузии нейтронов в рассматриваемой среде, а также погрешностей их определения;
– аргументированные выводы по работе.
Литература
1. Кахан Т., Гози М. Физика и расчет ядерных реакторов. – М.: Изд-во Госкомитета по использованию атомной энергетики Совмина СССР, 1960.
2. Бартоломей Г.Г., Бать Г.А. и др. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов: Учебное пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
3. Смиренский О.В. Физика и расчет ядерных реакторов: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 1997.
4. Шапиро Ф.Л. Физика нейтронов. – М.: Наука, 1976.
Контрольные вопросы и задания
1. Основные схемы экспериментального определения критических параметров ядерного реактора.
2. Физическая сущность метода обратного умножения.
3. Физическая сущность экспоненциальных методов.
4. Математическая модель метода экспоненциальной призмы.
5. Что характеризует параметр в случае размножающей и неразмножающей среды ?
6. Что может служить источником тепловых нейтронов в методе призмы?
7. Использование метода призмы для проектирования ядерных реакторов.
8. Какая среда называется гетерогенной для нейтронов?
9. Какие параметры могут быть определены с помощью метода экспоненциальной призмы?
10. Определить для графитового замедлителя среднее расстояние, проходимое тепловыми нейтронами до поглощения; среднее число его соударений за это время.
11. Найти время замедления нейтронов в графите и сравнить его с временем диффузии.
12. Какие параметры ядерного реактора называются критическими?
13. Что характеризует материальный параметр? Его выражение в одногрупповом приближении.
14. Выражение для материального параметра в диффузионно-возрастном приближении.
15. Записать возможные выражения, описывающие функцию источника тепловых нейтронов. Дать пояснения.
16. В методе экспоненциальной призмы при обработке результатов получилось В2<0. Что это означает?
17. Получить рабочие соотношения метода экспоненциальной призмы (определение длины диффузии в среде).
18. Привести уравнение ядерного реактора в одногрупповом приближении.
19. Общий физический смысл условия критичности ядерного реактора.
20. Что характеризует геометрический параметр ядерного реактора?