Достоинства

1. Низкое давление в корпусе реактора (1 атм) — позволяет использовать очень дешёвый корпус, при этом исключается целый класс аварий с разрывом корпуса и трубопроводов 1-го контура.

2. Высокие температуры 1-го контура — выше 700 °C, (а в реакторах сверхвысокой температуры выше 1400) и, как следствие, высокий термодинамический КПД (до 44 % для MSBR-1000), что позволяет использовать обычные турбины от тепловых электростанций.

3. Возможно организовать непрерывную замену горючего, без остановки реактора — вывод продуктов деления из 1-го контура и его подпитку свежим топливом.

4. Меньший радиоактивный износ материалов конструкции по сравнению с водо-водяными реакторами.

5. Высокая топливная эффективность.

6. Возможность построить реактор-размножитель или конвертер.

7. Возможность использования ториевых топливных циклов, что значительно расширяет и удешевляет топливный цикл.

8. Фториды металлов, в отличие от жидкого натрия, практически не взаимодействуют с водой и не горят, что исключает целый класс аварий, возможных для жидкометалических реакторов с натриевым теплоносителем.

9. Возможность вывода ксенона (для исключения отравления реактора) простой продувкой теплоносителя гелием в ГЦН. Как следствие — возможность работать в режимах с постоянным изменением мощности.

Недостатки

1. Необходимость организовывать переработку топлива на АЭС.

2. Более высокая коррозия от расплава солей.

3. Более высокие дозовые затраты при проведении ремонта 1-го контура по сравнению с ВВЭР

4. Низкий коэффициент воспроизводства (КВ ~ 1,06 для MSBR-1000) по сравнению с жидкометалическими реакторами с натриевым теплоносителем (КВ ~ 1,6 для БН-600, БН-800)

5. Значительно большие (в 2—3 раза) по сравнению с водо-водяными реакторами выбросы трития, с которыми можно бороться подбором конструкционных материалов трубопроводов 1-го контура.

6. Отсутствие конструкционных материалов

44

Температурный эффект реактивности.

Имение ρ, обусловленное изменение температуры всех компонентов активной зоны от значение Т1 в холодном (-20 С) ЯР до Т2 в рабочем горячем состоянии от номинальной мощности называют температурным эффектом реактивности (ТЭР): ρТ=ρ(т2)-ρ(т1)

Температурный коэффициент реактивности – это дифференциальная характеристика, определяется как приращение реактивности, соответствующие изменению температуры среды на 1 ⁰С

Различают несколько температурных коэффициентов реактивности: по топливу, теплоносителю, замедлителю.

Температурный коэффициент реактивности по топливу есть приращение реактивности при изменении температуры топлива на 1 ⁰С. Он обусловлен, с основном, эффектом расширения резонансных сечений захвата (эффектом Доплера). Температурный коэффициент реактивности по топливу для реакторов на тепловых нейтронах всегда отрицателен.

Температурный коэффициент реактивности по замедлителю есть приращение реактивности при изменение температуры замедлителя на 1 ⁰С. В реакторах с водяным замедлителем определяется, в основном, четырьмя обстоятельствами:

• изменением с температурой плотности воды;

• содержанием поглощающих добавок в воде (бора);

• спектром нейтронов;

• нуклидный состав топлива.

Температурный коэффициент реактивности по замедлителю может быть как положительным, так и отрицательны в зависимости от названных обстоятельств. Например, для ВВЭР в начале кампании при высокой концентрации бора в воде изменение плотности с повышением ее температуры приводит к увеличению коэффициента замедления вследствие уменьшения поглощающей способности воды и, следовательно, к росту реактивности.

Под этим эффектом понимают разность между реактивностью реактора при t = 20 ^оС и реактивностью при температуре равной средней температуре теплоносителя:

Другое определение - реактивность при минимальной контролируемой мощности. Это состояние реактора, при котором все вещества активной зоны нагреты до : = .

Реакторы с отрицательной обладают свойством саморегулируемости. Если мощность случайно возрастёт, например, из-за нарушения баланса тепло – расход, то температура теплоносителя увеличится, а вследствие отрицательной - реактивность станет меньше, а поэтому мощность станет прежней.

Рассмотрим зависимость коэффициентов формулы 4 сомножителей от температуры, или иначе влияние коэффициентов на :

1. При увеличении температуры, γ – уменьшается, меньше поглощение n водой.

В водоводяном реакторе θ с ростом температуры возрастает, т.к. снижается ядерная концентрация воды, а поэтому нейтроны меньше поглощаются водой, а температурный эффект положительный (рис.25).

Рис.25. Вероятность поглащения пейтронов в делящемся нуклиде в зависимости от его концентрации

2. С ростом температуры В ² – снижается, т.к. вследствие термического расширения увеличиваются R_э и H_э (рис.27)

Рис.26. Вероятность поглащения пейтронов в делящемся нуклиде в зависимости от его концентрации

, .

Из формул следует, что - увеличивается, температурный эффект – положительный.

3. Квадрат длины замедления нейтронов увеличивается, т.к. снижается молекулярная концентрация замедлителя

τ

Рис. 27. Вероятность поглащения пейтронов в делящемся нуклиде в зависимости от его концентрации

где τ – квадрат длины замедления нейтронов.

Из формулы следует, что эффект отрицательный (рис.27).

4. В целом в водоводяных реакторах – температурный эффект – отрицательный и наибольший вклад в него вносит τ и L ² (рис.28). Количественно температурный эффект реактивности характеризуют с помощью температурного коэффициента реактивности:

∂ ρ

∂ t *

L²

t

Рис.28. Вероятность поглащения пейтронов в делящемся нуклиде в зависимости от его концентрации

ВВЭР-1000 - 4 * 10 ^-4

РБМК-1000 - 10 ^-4

Реакторы следует проектировать с отрицательным температурным эффектом реактивности, что улучшает условия эксплуатации.