Эффекты реактивности

При работе реактора его реактивность снижается вследствие следующих основных процессов, от которых зависит реактивность:

1. Выгорание топлива.

2. Температурный эффект реактивности.

3. Мощностной эффект реактивности

4. Барометрический эффект реактивности

5. Отравление реактора и связанные с ним йодная и прометиевая яма.

6. Шлакование реактора.

Температурный эффект 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).

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

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:

ВВЭР-1000 - 4 · 10 ^-4

РБМК-1000 - 10 ^-4

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

Мощностной эффект реактивности

Этот эффект представляет собой разность реактивности 2 состояний реактора:

1. Cостояние реактора на номинальной мощности;

2. Cостояние реактора, при котором температура активной зоны равна:

^оС ^оС

При номинальной мощности реактора температура топливных стержней значительно больше, чем и этим обусловлен мощностной эффект.

Вследствие эффекта Доплера, чем больше увеличение температуры, тем больше уширение резонансных пиков , т.е. тем больше эффект Доплера, а поэтому меньше коэффициент φ, что обуславливает отрицательный мощностной эффект реактивности.