TENTAMEN I TILLÄMPAD KÄRNKEMI DEN 31 MAJ 1995


1 a. Beskriv munstycksmetoden (separation-nozzle) för anrikning av uran i teknisk skala. (max 2p)

2 a. Vad menas med xenonförgiftning? (max 2p) b. Vilken mekanism ligger bakom detta fenomen? (max 1p) c. Hur påverkar detta möjligheten att starta en reaktor efter stopp? (max 1p)

3 Efter uttag ur en kraftreaktor utvecklar bränslet fortfarande värme genom radioaktivt sönderfall av de olika isotoper som bildats under reaktordriften. Vid tider över någon vecka och upp till ca 200 år kommer värmeutvecklingen i det uttagna bränslet att domineras av den energi som frigörs vid sönderfall av 90Sr-90Y-90Zr och 137Cs-137mBa-137Ba. 90Sr och 137Cs bildas under reaktordriften genom fission av U och Pu med totala fissionsutbytena 4.8% respektive 6.2% (försumma n,gamma reaktioner). Medelenergierna i MeV/sönderfall för dessa nuklider är 0.196 (90Sr), 0.936 (90Y), 0.816 (137Cs) och 0.664 (137mBa). Om energifrigörelsen vid klyvning av en U eller Pu atom antages vara 200 MeV och reaktorn körts kontinuerligt på konstant effekt under 4 år, vad är energiutvecklingen (W/kg initialt uran) i bränsle med ett energiuttag på 45 MWd/kg initialt uran 10 år efter uttag ur reaktorn? (max 5p)

4 a. Hur ser flödeschemat ut för gasrenings-systemet för en typisk svensk kokvattenreaktor? (max 4p) b. Varför återförs sorberade nuklider till kondensorn? (max 1p)

5 En pinne i en bränslepatron har ytterdiametern 0.9 cm. Höljesröret av zircaloy-2 har en tjocklek på 0.8 mm och värmeledningsförmågan 0.16 W cm-1 K-1. Bränslet utgörs av UO2 med en täthet på 10.5 g/cm3 och en värmeledningsförmåga på 0.033 W cm-1 K-1. Försumma temperatursprånget i gapet mellan hölje och bränsle. Vad blir maximala centrumtemperaturen i en stav med en linjär energibelastning på 20 W/cm. Kylmedlet har temperaturen 258oC och denna temperatur antages 2oC lägre än den på stavens yta? (max 5p)

6 Man vill komplexbinda aktinider med en oorganisk envärd halogenidanjon. a) Vilken ger kraftigaste komplexet? Motivera varför. (max 3p) b) Varför blir motsvarande komplex starkare för Cm3+ än för Am3+? (max 2p) c) Varför blir detta komplex starkare för Th4+ och ännu starkare för Pu4+ (max 2p)

7 I Sverige har speciella filtersystem installerats vid samtliga reaktorer för att begränsa verkningarna av ett eventuellt reaktor haveri. a) Varför kan dessa filter minska verkan av svåra haverier? (max 2p) b) Vilka typer av sådana filter finns det? (max 2p) c) Hur träder sådana filter i funktion? (max 1p)

8 Ange med vilken faktor (relativt 2200 m/s värdet) neutrontvärsnittet för en (n,gamma)-reaktion (vars tvärsnitt antages variera normalt med n-energin) avviker från 2200 m/s värdet om reaktionen sker med neutroner som står i termisk jämvikt med en moderator med medeltemperaturen 275oC. (max 5p)

9 Ange ett skäl till varför man föredrar styrstavar med B4C i stället för Ag-Cd-In legering vid konstruktion av kokvattenreaktorer? (max 2p)

OBS: 50% av max poäng krävs nu för godkänt

Tillåtna hjälpmedel: Nuklidkarta och kalkylator

När Du är klar finns svaren här.


(Updated 1999-01-16)