Реактивность на авариях

Реактивность на авариях

Но ведь реактивность на авариях, в принципе, возможна и из-за действия обратных связей. Ну вот, допустим, на РБМК — даже если бы и не было никакого запаса реактивности — там же никто не выдергивал стержни, чтобы вызвать разгон, а наоборот, сбрасывали их. Но действие положительной обратной связи парового эффекта реактивности привело к тому, что высвободилась положительная реактивность, больше b. Значит, отсюда следует такое требование к реактору — исключить реактивность на аварии. Чтобы отсутствовали положительные обратные связи в реакторе, чтобы обратные связи были отрицательные — тогда реактор приобретает свойства самозащищенности уже по отношению к теплоотводным авариям. Потому что если у вас обратная связь положительная и прекращается отвод тепла, то дальше в процессе высвобождения положительной реактивности от этой обратной связи мощность будет все расти и расти. Если у вас обратная связь отрицательная, вы прекратили отвод тепла, а мощность начнет снижаться. И это на самом деле не только расчеты подтверждают, но и опыт. Вот на американском быстром реакторе ЕВR-2 (с натриевым охлаждением, неважно), после выполнения расчетов был проведен такой опыт. Была заблокирована аварийная защита по остановке циркуляционных насосов первого контура. Остановили насосы и наблюдали, записывали параметры. Было зафиксировано, что температура теплоносителя начала расти, но отрицательная обратная связь вызвала падение мощности. И мощность самопроизвольно снизилась до уровня естественной циркуляции теплоносителя. Насосы стоят, а тепло все равно отводится. Конечно, для этого потребовалось повысить температуру, и тут должен быть определенный запас работоспособности топлива. Но вот на воде поднять температуру нельзя, потому что давление сразу начинает расти, а на жидких металлах можно, на разных металлах в разной степени, но возможно.

Но есть к обратным связям и другое требование. Плохо, если обратная связь хотя и отрицательная, но очень большая. Большая отрицательная обратная связь создает возможность так называемых холодных реактивностных аварий, т.е. быстрое захолаживание активной зоны. Это может произойти, если у вас, например, отключена петля теплообмена – тогда в парогенераторе будет холодная вода. Когда выключили ГЦН, так сказать, то сразу холодная вода пошла разбавлять реактор – но все зависит от того, как скоро идет разбавление. Это приводит к появлению положительной реактивности, т.е. дальше возникает вопрос – быстро или медленно произошло это захолаживание. Захолаживание может произойти, допустим, при разрыве паропровода, в этом случае давление в парогенераторе сразу падает до атмосферного, точка кипения воды становится уже 1000 вместо 2500
(или сколько там), отбор тепла от первого контура резко увеличивается – таким образом, происходит захолаживание первого контура, ввод положительной реактивности. Поэтому, когда я говорю, что должен быть отрицательный температурный коэффициент, я должен добавить, что он не должен быть большим, он должен быть достаточным для того, чтобы снижать мощность при прекращении теплоотвода, но он не должен приводить к холодным авариям, когда высвобождается слишком большая положительная реактивность при резком захолаживании активной зоны.

Есть еще одно требование к реактивностным авариям. Реактор должен обладать отрицательным пустотным эффектом реактивности. Вот то, что мы про РБМК говорили – у него был положительный пустотный эффект реактивности, т.е. паровое запаривание пустотное. И вот оказывается, что БН-600, который работает на Белоярской станции, тоже имеет положительный пустотный эффект реактивности. Т.е. если натрий весь сольется, то реактор начнет разгоняться. Таким образом, требование такое: должен быть отрицательный пустотный эффект реактивности.