9.Прометиевый провал.

При останове реактора концентрация ядер ¹⁴⁹Sm увеличивается и стремится к насыщению, равному сумме числа ядер ¹⁴⁹Sm и ¹⁴⁹Pm до останова. Уменьшение запаса реактивности при накоплении самария после останова реактора – прометиевый провал – пропорционально уровню мощности до остановки реактора, который определяет соответствующую установившуюся концентрацию прометия.

Максимальное отравление в прометиевом провале практически достигается через 10 суток.

Выйти из прометиевого провала можно только после очередного пуска реактора за счет выжигания ядер самария потоком нейтронов.

Максимальное значение отравления в прометиевом провале зависит от мощности реактора до останова и может достигать 0,5 % (см. рис. 6).

Рис.6. Зависимость максимальной глубины прометиевого провала от мощности до остановки реактора.

10.Запас реактивности. Оперативный запас реактивности.

В течение всей кампании реактор постоянно находится в критическом состоянии, работая на некотором уровне мощности. В начале кампании имеется наибольшая избыточная реактивность, которая компенсируется средствами и органами регулирования.

Общий запас реактивности реактора – это величина положительной реактивности, которая создается за счет загрузки в активную зону сверхкритического количества топлива.

Величина запаса реактивности изменяется в процессе работы реактора вследствие следующих процессов:

• Выгорание ядерного топлива – уменьшение количества делящихся материалов приводит к снижению запаса реактивности;

• Шлакование реактора – накопление стабильных и долгоживущих продуктов деления, поглощающих нейтроны, снижает запас реактивности;

• Воспроизводство ядерного топлива – образование вторичного ядерного топлива, участвующего в размножении нейтронов, повышает запас реактивности;

• Отравление реактора – наработка короткоживущих продуктов деления, поглощающих тепловые нейтроны, понижает запас реактивности при их накоплении и повышает его при их распаде.

Для компенсации запаса реактивности используют органы регулирования СУЗ, борное регулирование – изменение концентрации борной кислоты в первом контуре и выгорающие поглотители, размещаемые в ТВС.

11.Регулирование яэу.

Органы регулирования СУЗ представляют собой группы стержней, выполненных из поглощающего материала, которые при аварийных ситуациях вводятся (падают) в активную зону и за счет интенсивного поглощения нейтронов обеспечивают прекращение цепной реакции деления. Органы СУЗ могут также использоваться для управления мощностью реактора.

При управлении реактором для изменения его мощности вводится положительная или отрицательная реактивность. В результате этого реактор выводится из критического состояния, и количество нейтронов (нейтронный поток) в активной зоне начинает изменяться.

Скорость изменения нейтронной мощности реактора определяется периодом реактора. При достижении требуемого уровня мощности реактор переводится снова в критическое состояние (см. рис.7). На этапах а и б вводится положительная реактивность за счет выведения органов СУЗ из активной зоны реактора, на этапах в и г – отрицательная при введении СУЗ в активную зону.

Введение положительной реактивности ограничено величиной эффективной доли запаздывающих нейтронов. Если реактору сообщить положительную реактивность ρ = β_эфф, то возникает мгновенная критичность реактора, при этом реактор может быть критичен и без запаздывающих нейтронов, т.е. только за счет мгновенных нейтронов. Это приводит к неуправляемому увеличению мощности реактора.

Допустимая положительная реактивность всегда ρ < β_эфф.

В отечественной практике величину вводимой реактивности измеряют в долях от эффективной доли запаздывающих нейтронов, например,

ρ = 0,1 β_эфф.

В международной практике используют единицы доллар и цент, например, ρ = 0,1$ = 10 с.

Рис. 7. Управление мощностью реактора.

Наряду с органами СУЗ для управления ректором ВВЭР используют борное регулирование, которое состоит во введении в теплоноситель первого контура поглотителя нейтронов, которым является бор в составе борной кислоты.

Борное регулирование характеризуется высокой инертностью и обеспечивает по мере выгорания ядерного топлива плавное высвобождение запаса реактивности за счет снижения концентрации борной кислоты в первом контуре. Однако введение борного раствора для подавления реакции деления осуществляется и в аварийных ситуациях при работе аварийных систем безопасности реактора.

Преимущество борного регулирования состоит в том, что при любых предусмотренных изменениях концентрации борной кислоты в первом контуре реакторной установки профиль потока нейтронов в активной зоне не изменяется.

При частичном введении органов СУЗ ввиду их высокой поглощающей способности происходит существенное изменение профиля потока нейтронов и тепловыделения в активной зоне.