Rozkład temperatury wewnątrz osłony

Thomas stwierdził np., że osłona o grubości 1,4 m ze zbrojeniem przenoszącym naprężenia cieplne może pochłonąć strumień padającej energii 268 J/m² • s przy maksymalnym wzroście temperatury o 53°C, jeżeli chłodzona jest powietrzem na obydwu powierzchniach, wewnętrznej i zewnętrznej. Taka sytuacja praktycznie jest niezależna od rodzaju promieniowania, tj. promieni gamma lub neutronów (program uprawnienia budowlane na komputer). Strumień energii 33 J/m² • s powoduje wzrost temperatury o 9°, co prowadzi do pękania powierzchni zewnętrznej, jeżeli osłona nie jest właściwie zazbrojona. W rozpatrywanej osłonie wzrost temperatury o 64°C wytwarza naprężenie 7 MN/m².

Typowe zależności między natężeniem padającego strumienia i grubością osłony dla różnych wartości maksymalnych naprężeń na ściskanie i rozciąganie. W przypadku ograniczenia naprężenia ściskającego założono, że całkowite naprężenie ścinające będzie przenoszone przez zbrojenie na zewnętrznej powierzchni osłony. Warunki cieplne na powierzchniach osłony (takie jak izolacyjność lub konwekcja) mogą wpływać na temperaturę i rozkład naprężeń w sposób bardziej istotny niż grubość osłony (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Na rozkład temperatury wewnątrz osłony wpływa nie tylko rozkład zaabsorbowanej energii, lecz również cieplne właściwości betonu. Pożądane są następujące właściwości osłony betonowej: wysoka przewodność cieplna (dla zmniejszenia do minimum miejscowego wzrostu temperatury), niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (dla zmniejszenia do minimum odkształceń spowodowanych gradientami temperatury) i niski skurcz przy wysychaniu (dla zmniejszenia do minimum odkształceń różnicowych) (uprawnienia budowlane). Wysoka wartość pełzania niekoniecznie musi być szkodliwa, ważne jest jednak, aby można było ją przewidzieć. Wpływ napromieniowania na pełzanie.

Spoiny wykonane z zaprawy

Naprężenia cieplne nie są jedyną przyczyną ograniczającą podnoszenie temperatury w osłonie; podwyższenie temperatury może wpływać szkodliwie na wytrzymałość betonu, zwiększać pełzanie, może również zmniejszać osłabienie neutronów, ponieważ z betonu usuwana jest woda; przy czym zaobserwowano zmniejszenie osłabienia neutronów aż o 30%. Z tych powodów w projekcie powinno przyjmować się granice maksymalnej osiąganej temperatury. Efektywność osłony jest jednak tylko nieznacznie zmniejszana w temperaturze do 300°C, a tylko w kilku reaktorach temperatura osiąga 320°C, w każdej z ich części (program egzamin ustny).

Naprężenia dopuszczalne w osłonie betonowej są zawsze niskie, ponieważ ważne jest, aby nie wystąpiły miejscowe pęknięcia lub zniszczenie betonu. Chociaż osłony wykonywane są zwykle na miejscu budowy, można stosować również betonowe elementy prefabrykowane (opinie o programie). Mogłyby się wydawać, że dla zrównoważenia większego przenikania promieniowania przez spoiny wykonane z zaprawy potrzebna jest większa grubość osłony prefabrykowanej niż osłony z betonu wykonywanego na miejscu budowy, lecz rozwiązanie takie nie jest konieczne, ponieważ, przynajmniej częściowo, występuje większa jednorodność właściwości betonowych elementów prefabrykowanych. Badania [9.29] wykazały, że napromieniowanie obniża wytrzymałość na rozciąganie betonu, lecz wpływ ten nie został oddzielony od wpływu wysokiej temperatury (segregator aktów prawnych).

Po 6 miesiącach działania na beton strumienia 10¹⁰ neutronów/mm² przy temperaturze 50°C wytrzymałość obniżyła się do ok. 2/3 początkowej wartości, lecz w czasie do 3 lat dalszych strat nie było. Przechowywanie betonu w suszarce w temperaturze 200°C powodowało to samo obniżenie wytrzymałości, co wskazuje na możliwość, że napromieniowanie nie jest istotnym czynnikiem ujemnym (promocja 3 w 1). Wartości te uzyskano dla zaprawy o proporcji składników 1 : 3, przy stosunku wodno-cementowym 0,45, wykonywanej z cementu portlandzkiego zwykłego. Przy stosowaniu cementu glinowego wytrzymałość zmniejszała się do ok. 1/3 wartości początkowej; tak wysokie obniżenie może być związane z chemicznymi przemianami tego rodzaju cementu.