TENTAMEN I TILLÄMPAD KÄRNKEMI 14 MARS 1996


1. Hur skiljer sig sammansättningen av Cs-isotoper mellan nedfall från en kärnladdningsexplosion och från ett svårt reaktorhaveri typ Tjernobyl? (5p) Förklara varför med reaktionsformler. (5p)

2. 8x8 bränsle till kokvattenreaktorer har 1.25 cm ytterdiameter på pinnarna. Vid övergång till modernare 10x10 bränsle med pinnytterdiametern 8 mm kan man öka effekten hos reaktorn. Reaktorvattnet är 275oC, temperatursprånget mellan vatten och pinnyta är 0.5oC, kapslingen av zircaloy-4 har en tjocklek på 0.8 mm, samt maximalt tillåten centrumtemperatur är 1800oC. Antag att värmeledningförmågan hos bränslekutsarna är 3.5 W/m K oberoende av temperaturen. Försumma gapet mellan bränsle och kapsling. Hur mycket större effekt (%) kan reaktorn ge med det nya bränslet? (10p)

3. En lösning av 233UO2(NO3)2 i D2O skall överföras till en stor sfärisk behållare (radie 42 cm). Vilken är den minsta halt 233U (mol/liter) som behövs för att behållaren just skall nå kriticitet när den är fylld. Försumma inverkan av väggmaterial och annat omgivande material, antag att resonanspassagefaktorn är 0.9, samt försumma inverkan av nitratjonerna. Använd data för PWR spektrum. (10p)

4. 235U anrikas med gasdiffusion från natururan till 4% i en kaskad med totalt återflöde och 0.3% 235U i det avrikade uranet. Vad blir halten av 234U i den punkt där produkten skulle kunna tas ut (%)? (10p)

5. PWR bränsle anrikat till 3.5% 235U används till en slutlig utbränning på 60 MWd/kg. Antag att det avrikade uranet är 0.3%. Hur stor del av energimängden i det natururan som behövdes vid bränsletillverkningen har tagits ut (%)? (10p)

Tillåtna hjälpmedel: K-märkt räknare, nuklidkarta och läroboken (Radiochemistry and Nuclear Chemistry, G. Choppin, J. O. Liljenzin, J. Rydberg). För godkänt krävs 50%, dvs 20 poäng.

När Du är klar finns lösningarna här


(Updated 1999-01-16)