1.2.4. Коэффициент использования тепловых нейтронов .

Коэффициент  определяет долю тепловых нейтронов, погло­щенных урановым топливом. Остальные нейтроны поглощаются за­медлителем, а также другими компонентами активной зоны.

Если макроскопическое сечение поглощения урана _au= _5+_8 + _f5 = _a5+_8, , замедлителя - _aзам , конструкционных материалов - _{a к.м.}, бора - _{a в}, то для коэффициента  справедливо выражение:

(1.16.),

где R_u - скорость реакции;

R_a^u = N^u•_a^u•Ф_u^т=_a^u•Ф_u^т

Ф_u^т - средний тепловой поток в таблетке урана, нейтр/(см²с);

для ВВЭР Ф ~ 10¹³ -10¹⁴ нейтр/(см² с);

V - объем соответствующей компоненты;

_a,с - микроскопические сечения поглощения, захвата.

Коэффициент использования тепловых нейтронов является той величиной, через которую бор наиболее сильно оказывает влия­ние на коэффициент размножения нейтронов К_ . Влияние бора на коэффициент  двояко. Как видно из формулы 1.16.

Значит:

1) с одной стороны, увеличение концентрации бора увеличивает _с^в (т.к. _с^в=_с^в•N_в ), а значит, ведет к уменьшению ;

2) с другой стороны, присутствие бора в замедлителе уменьшает Ф_в^т (уменьшаются также Ф_Н2О^т и Ф_к.м^т ). Т.к. значение Ф_u^т постоянно, то Ф_Н2О^т /Ф_u^т уменьшается, а значит, коэффициент  увеличивается.

Необходимо отметить, что уменьшение  из-за увеличения концентрации бора значительно преобладает над вторым эффектом.

При увеличении t^ теплоносителя значение  увеличивается из-за уменьшения плотности воды:

t^_Н2О_Н2О_с^Н2ОR_с^Н2О

Увеличение обогащения топлива (N ) ведет к росту значе­ния . Это видно из формулы 1.16:

_u⁵R_a^u.

Влияние водоуранового отношения Nзам/N₅ на величину  представлено на рис.1.7. Из рисунка видно, что водоурановое отношение влияет также на коэффициент . Возрастание отношения Nзам/N₅ сопровождается увеличением  и снижением , поскольку  - есть вероятность непоглощения, а , напротив, ве­роятность поглощения нейтронов ураном.

1.2.5. Число быстрых нейтронов на один поглощенный тепло­вой нейтрон.

Коэффициент V_эф^т характеризует число быстрых нейтронов второго поколения, в среднем приходящихся на один поглощенный топливом тепловой нейтрон первого поколения.

Поскольку часть поглотившихся нейтронов не вызывает деления, то число вторичных нейтронов V_эф^т , приходящихся в среднем на акт поглощения, меньше числа вторичных нейтронов на один акт деления V_f на величину  , которая характеризует долю делений на каждый акт поглощения.

_f5

V_эф^т= V_f •  = V_f5 •------------------ (1.17),

_a5+_c8+_a^к.м

где V_f5 - число вторичных нейтронов на акт деления для U-235;

_f,с,а = _f,с,а• N_i - макроскопическое сечение деления, захвата, поглощения для изотопов U-235, U-238 и кон­струкционных материалов активной зоны;

_a = _f + _c

Если помимо U-235 в материале топлива присутствует другой делящийся материал, например, накопившийся Pu-239, то число вторичных нейтронов на акт поглощения представляется выраже­нием:

V_f5 • _f5 +V_f9 •_f9

V_эф^т = ------------------------- (1.18).

_a5+ _a9+ _c8+_a^к.м

Как видно из приведенных соотношений, величина V_эф^т в основном определяется составом (обогащением) топлива. Зависи­мость V_эф^т от концентрации представлена на рис.1.7.