Компенсация реактивности

Возможны и другие способы компенсации реактивности, фактически мы рассмотрели только бор и стержни, выгорающие и поглощающие. Но, в принципе, возможно на все воздействовать. Ну, например, рассматривались такие случаи – топливные сборки сделать на приводе. Т.е. топливная сборка вначале вытащена, топливо горит и вы постепенно добавляете его. Понятно, что это самый ответственный узел оборудования активной зоны и ходить с ним туда – сюда — это только искать приключений на свою голову. Так что эта конструкция не нашла распространения.

Вопрос – а на утечку пытались воздействовать?

Да, пытались, этот способ эффективен тогда, когда утечка большая. Вот когда утечка большая, то изменение ее тоже эффективно воздействует. А когда утечка большая? Когда реактор маленьких размеров. Например, космический реактор. Там отражатель поворачивается (или сдвигается). Т.е. на утечку нейтронов можно воздействовать. Вот в Японии, например, проект есть очень длинного реактора, быстрого, длиной 4 или 5 м, в нем отражатель ползет, примерно несколько мм в сутки (условно), и за 12 лет он проходит путь от низа до 4 м, т.е. фактически активная зона там, где находится отражатель, боковой. А там цепная реакция идет, и постепенно вот это….

Вопрос — 235U запаривается?

     Нет, это немножко другое, в этом случае отражатель не движется, это когда реактор – свеча, т.е. это когда реактор сам для себя топливо готовит. А мы говорим немного о другом. Мы рассматриваем реактор на обогащенном уране и вот там, где есть отражатель, там и идет цепная реакция. Выгорело здесь постепенно топливо – значит, kэфф становится меньше, а отражатель чуть-чуть пополз вверх и налез на часть зоны, где еще свежая топливная загрузка. И вот так отражатель медленно ползет – т.е. это немножко другое.

Вопрос – а чем это удобно?

  Да ничем не удобно. Удобно тем, что считают, что это высший уровень безопасности, потому что упадет стержень – и ничего не будет.

Вопрос – но ведь отражатель можно уронить вниз и он упадет на выгоревшую зону?

Если упадет на выгоревшую зону – уже критики никакой не будет. А вверх он попасть не может, он там ограничен.

 Вопрос – уточните, если я правильно  понял, самое эффективное применение гадолиния в виде стержней?

 Да.

Вопрос – а на данный момент гадолиний  применяется как присадка к топливу?

А это тоже стержни, но эти то твэги не во всех стержнях находятся, а расставлены с каким то шагом. Сколько этих твэгов, в тепловыделяющей сборке?  Несколько штук, по-моему, на сборку. Из двухсот твэлов примерно 5 — твэги (~ 1 %), немного их.

Почему начали применять твэги? С целью увеличить энерговыработку топлива и в связи с ограничениями на увеличение концентрации борной кислоты. Увеличивать борную кислоту нельзя по безопасности, а значит, сверх этого запас реактивности компенсируется твэгами. Т.е. вы имеете возможность увеличить кампанию топлива в активной зоне, перейти на четырехлетнюю, пятилетнюю кампанию, скомпенсировав дополнительный запас реактивности твэгами, вот этими выгорающими поглотителями, сверх того, что может взять борная кислота.

Вопрос – а эти твэги на сколько продлевают кампанию, почему только 2 – 3 %?

Ведь работоспособность (или конец кампании активной зоны) определяется, в принципе, двумя моментами. Возможностью компенсации запаса реактивности, которую нужно иметь, а с другой стороны, работоспособностью ТВС. Можно было бы и больше их сделать, но начнутся разгерметизации сборок, т.е. по глубине выгорания есть ограничения. Как только попробовали с двух до трехлетнего срока перейти – начались различные искривления, заедания, то АЗ, то еще что. Т.е. к увеличению кампании постепенно идут, и как только появится техническая возможность, можно будет компенсацию запаса реактивности определять за счет выгорающих поглотителей. А вот сказать, что чем больше их поставить, так больше кампания будет – нельзя, потому что по работоспособности это сегодня не обеспечивается.

Вопрос – на зону 4-х летней кампании приходится примерно две негерметичных ТВС.

  Ну, это где то уже на границе. Это сразу вода радиоактивная появляется, проблемы с ремонтами, дезактивацией и т.д.