1.11 Реактивность и период разгона реактора.

Зачастую, при практических расчетах удобнее пользоваться не коэффициентом размножения, а производной от него величиной, которая называется реактивностью.

Определение: Реактивность - это отклонение коэффициента размножения от единицы, отнесенное к коэффициенту размножения.

(2.15)

Для величин реактивности характерны следующие значения:

ρ > 0 — цепная реакция нарастает во времени, реактор находится в надкритичном состоянии;

ρ < 0 — реакция затухает, реактор — подкритичен,;

ρ = 0 — число делений ядер топлива постоянно, реактор находится в стабильном критическом состоянии, мощность его не меняется.

Для обеспечения безопасной работы реактора увеличение реактивности в реакторе не должно превышать долю запаздывающих нейтронов () , другими словами, при любых условиях эксплуатации реактора должно сохраняться условие < . При эксплуатации в качестве единиц измерения реактивности – проценты или доли β.

Возможность управления реактором характеризуется скоростью увеличения (уменьшения) мощности, она должна быть такова, чтобы органы управления мощностью реактора успевали реагировать на это изменение. Для определения управляемости реактора введена величина периода реактора.

Определение: Период реактора - это время, в течение которого мощность изменяется в е раз.

По правилами безопасности, при нормальной работе реактора, его период не должен быть менее 15-20 секунд. Если мы внесем в реактор положительную реактивность больше доли запаздывающих нейтронов, то мы получим разгон на мгновенных нейтронах. Период реактора будет определяться временем жизни мгновенных нейтронов, который, как было показано выше, составляет тысячные доли секунды и в этом случае реактор становится неуправляемым. Поэтому Правила ядерной безопасности жестко ограничивают величину единовременно вносимой реактивности (не более 0,3 β_эф) и скорость ее изменения (не более 0,07 β_эф).

Контрольные вопросы

1. В чем состоит суть открытий А. Беккереля, М. Склодовской-Кюри, Э. Резерфорда?

2. Какие виды радиоактивного распада вы знаете?

3. Что такое искусственная радиоактивность?

4. Каковы условия устойчивости ядер?

5. Напишите уравнения нейтронных ядерных реакций.

6. Что такое сечение ядерной реакции?

7. Назовите стадии процесса деления ядра урана.

8. Как распределяются осколки деления урана по массовым числам?

9. Как распределяется энергия деления ядра урана?

10. Как происходит замедление нейтронов?

11. Что такое коэффициент размножения нейтронов?

12. В чем заключается роль запаздывающих нейтронов?

13. Что такое реактивность и период реактора?

14. Как происходит энерговыделение в реакторе?

15. Как осуществляется воспроизводство ядерного топлива в реакторе?

16. В чем состоит особенность остаточного энерговыделения?

Список литературы

1. Конструирование ядерных реакторов / И.Я. Емельянов и др. — М.: Энерго-издат, 1982.

2. Дементьев Б.А. Ядерные энергетические реакторы / Б.А. Дементьев. — М.: Энергоатомиздат, 1984.

3. Дорощук В.Е. Ядерные реакторы на электростанциях / В.Е. Дорощук. — М.: Атомиздат, 1977.

4. Научно-технические основы управления ядерными реакторами / И.Я. Емелья­нов и др. — М.: Энергоиздат, 1981.

5. Казанский Ю.А. Экспериментальная физика реакторов / Ю.А. Казанский, Е.С. Матусевич. — М.: Энергоатомиздат, 1994.

6. Габараев Б.А., Смирнов Ю.Б., Черепнин Ю.С. Атомная энергетика XXI века.- М.: Издательский дом МЭИ, 2013г.

12