Пустотный эффект реактивности

Пустотный эффект реактивности

Почему на натриевом реакторе вот этот пустотный эффект реактивности положительный? Натрий, строго говоря, не является замедлителем. Когда мы рассматривали замедлители, то последним из замедлителей был графит. У углерода массовое число 12, а у натрия – 23, в 2 раза больше. Т.е. как замедлитель он нехорош, но тем не менее, в быстром реакторе он замедляет нейтроны. Что произойдет, если в быстром реакторе вы сольете замедлитель, сольете натрий? У вас спектр нейтронов станет более жестким, сдвинется в сторону больших энергий. А вы помните, что 238U имеет пороговое сечение деления, значит, когда мы рассматриваем реактор с натрием, в нем происходит меньше делений, m вырастает, т.е. вот этот коэффициент m, коэффициент размножения на быстрых нейтронах, становится больше. Ну и кроме того натрий поглощает нейтроны, хоть и не очень сильно. Т.е. вы, с одной стороны, выбрасываете поглотитель, а с другой стороны, делаете более жесткий спектр и увеличиваете m, поэтому вот такой легкий теплоноситель как натрий причиняет подобные хлопоты, вызывая положительный пустотный эффект реактивности. Это является болевой точкой натриевых реакторов, потому что в тяжелых авариях, если прекращается теплоотвод, натрий может закипеть, натрий уже закипает при температуре   всего ~ 9000. Если образуется пар натрия – то тоже получается пустотный эффект, высвобождение положительной реактивности. Т.е. вот это все относится к реактивностным авариям и к требованиям, которые к ним предъявляются.

Вопрос – а вот СВБР как себя поведет в таких ситуациях?           

 А СВБР поведет себя нормально, потому что у него тяжелый жидкометаллический теплоноситель, а раз тяжелый – то он слабо замедляет нейтроны, и когда вы его выливаете из реактора, то гораздо больше действует увеличение утечки нейтронов через все вот эти каналы, чем увеличение коэффициента m, т.е. у СВБР отрицательный пустотный эффект реактивности высвобождается, если теплоноситель сольется.

Вопрос – что такое СВБР?

СВБР, сокращенно — это свинцово-висмутовый быстрый реактор. 75/100 – это эквивалентная электрическая мощность в зависимости от параметров пара, потому что он первоначально делался для реновации старых блоков Нововоронежской станции, где давление на турбинах было низкое, поэтому к.п.д. был низкий, и получалось     75 МВт. В новом проекте, когда на турбину запроектировали 90 атм., мощность стала 100 МВт, за счет к.п.д. получается большая электрическая мощность.

Вопрос – а какой к.п.д. там будет?

Тот проект, первого этапа, который предлагается к реализации, рассчитан на работу на насыщенном паре, т.е. он будет работать так же, как работают все турбины АЭС. А если насыщенный пар, к.п.д. не очень высокий, у него к.п.д. на процент больше, чем у ВВЭР. У ВВЭР 33,3 а тут 34,5, по-моему. Т.е. тот проект, который предлагался и с которым  вы тут знакомитесь, имеет большой потенциал совершенствования, т.е. в него заложены консервативные решения, проверенные, конструктивные, схемные и т.д., все новации отложены на будущее. А почему можно было такой подход реализовать? Потому что даже при таком подходе экономические показатели получились лучше, чем у ВВЭР-1500 и на уровне современных парогазовых станций. Главный выигрыш в том, что нет станционных систем безопасности, потому что реактор оказался внутренне самозащищенный. И у него нет, кроме аварийной защиты, таких специальных внешних систем безопасности. Т.е. все системы безопасности одновременно являются системами нормальной эксплуатации, большинство, по крайней мере. Поэтому все резко упрощается и стоимость снижается.