Основные характеристики запаздывающих нейтронов

Вклад в общую долю запаздывающих нейтронов вносят все изотопы указанные в 3 столбце таблице 3, поэтому , а т.к. запаздывающие нейтроны более ценные, чем мгновенные, то вводится понятие эффективная доля запаздывающих нейтронов:

, где >1

Время, в течение которого мощность реактора увеличивается в е раз называется периодом реактора.

Для мгновенных нейтронов:

;

где .

Период реактора:

Понятие периода имеет важное значение, т.к. с помощью периода определяют безопасный предел ρ (реактивности) при которой реактор можно переводить на большой уровень мощности.

В результате решения нестационного уравнения реактора можно найти:

;

где А₀…А₆ – коэффициенты, определяемые из начальных условий, имеет размерность обратного периода реактора.

В этом выражении показатели при ехр имеют отрицательное значение, кроме первого слагаемого. А это означает, что по истечению некоторого промежутка Т - Ф(t) будет определятся только 1 слагаемым, а ;

где - установившейся период реактора.

Рис.31. Зависимость установившегося периода реактора Т_у от реактивности для различных значений l: 1- l = 5·10^-2 ; 2 – l = 10^-3; 3 – l = 10^-4; 4 – l = 10^-7

Из рис.31:

т. А: ρ = 0,005

т. В: ρ = 0,0064

т.е. в т. А

При << :

;

где - время жизни запаздывающих нейтронов, т.е. период определяется временем жизни запаздывающих нейтронов и не зависит от l (времени дизни мгновенных нейтронов).

При ≥ :

Т.е. определяется временем жизни мгновенных нейтронов, а реактор – критичен на мгновенных нейтронах.

Т.о. при = - реактор критичен на мгновенных нейтронах, поэтому реактор нельзя переводить на большой уровень мощности. Поэтому практически для безопасного перехода реактора на другой уровень мощности необходимо, чтобы не превышало

0,5 * . Исходя из этого применяется в качестве единицы реактивности :

В зарубежной литературе такую единицу называют «долларом» или «центом».

Конструкции атомных реакторов Реактор ввэр-1000 Нейтроно - физические и конструктивные особенности реактора

К основным нейтроно - физическим особенностям относятся:

1. Реактор медленный или тепловой, в качестве замедлителя легкая вода, поэтому реактор маркируют ВВЭР- 1000- водоводяной энергетический реактор мощностью 1000 МВт ( электрическая, активная).

2. Отношение объема замедлителя к объему топлива равно примерно 2 ,т. е. решетка активной зоны тесная (в РБМК- 1000, это отношение приблизительно равно 20 – это объясняется с одной стороны большей замедляющей способностью воды по сравнению с графитом, а с другой – большей поглощающей способностью воды).

МВт · сут

3. Глубина выгорания топлива составляет 35- 40 кг· U

4. В качестве ядерного горючего используется U- 235 в виде диоксида урана UО₂, т.е. топливные сердечники имеют пористую структуру для локализации в порах продуктов деления и снижение тем самым скорости роста давления внутри твэлов, а в конечном итоге для увеличения глубины выгорания топлива.

В процессе работы реактора образуются:

1. Новые делящиеся изотопы

2. Кюрий – 244 – интенсивный α – излучатель α частиц с удельным энерговыделением 2,8 Вт / гр.

Применяется в качестве источника теплоты при полётах в космос .

3. Калифорний – 252 – самый компактный и интенсивный, но очень дорогой источник нейтронов (1000 $ за 1 гр).

К основным конструктивным особенностям относятся:

1. Реактор корпусной.

2. Применяются частичные перегрузки топлива для выравнивания энерговыделения в активной зоне. Для этого активная зона разделена на 3 подзоны:

- центральный

- периферийный

- промежуточный

3. Количество циркуляционных петель – 4, т.е. реактор работает с 4 парогенераторами.

4. Привод системы СУЗ выполнен шаговым, шаговый электромагнитный привод ШЭМ.

5. Компенсация избыточной реактивности выполняется с помощью твёрдых поглотителей (двуокиси европия и гадолиния) и с помощью раствора борной кислоты (жидкостное регулирование).