Состояние реакторов


Состояние реакторов

Реактор имеет три состояния и легко или трудно управлять реактором, зависит от того, какие у него обратные связи.  При сильной отрицательной обратной связи – даже автоматическое управление можно отключать, регулирование мощности будет  поддерживаться само, разумеется, какое-то время, до корректирующего воздействия. При положительной обратной связи – или очень маленькой отрицательной обратной связи, ну очень маленькой, например, как в РБМК, при нормальной эксплуатации есть и положительные обратные связи по температуре графита, действующие с запаздыванием, очень медленно, и по топливу быстрые, но с маленьким эффектом. Здесь для поддержания мощности должно все время работать автоматическое управление. Без автоматического управления реактор «убежит».

Вот это принцип работы реактора. Рассмотрим подробнее утечку и поглощение нейтронов – они могут меняться. От чего зависит утечка нейтронов? Прежде всего, она зависит от размеров реактора. Если реактор очень маленьких размеров, то условия для того, чтобы нейтроны вылетели, очень хорошие. А если представить что реактор делается все больше, больше и больше, в конце концов, занимает бесконечное пространство — в таком случае, нейтронам улетать некуда, поскольку все пространство занято активной зоной, как бы средой реактора. Вот в этом случае утечка нейтронов равна нулю, т.е. если мы устремим, условно говоря, радиус реактора к бесконечности (R ® ¥), то в этом случае утечка нейтронов будет стремиться к 0, а вот кэфф будет стремиться к величине, которая обозначается к¥ , которое в нашем представлении равно просто Р/П. Эта константа к¥ характеризует вообще принципиальную возможность создания реактора из данного состава активной зоны. Если к¥ < 1, то реактор сделать нельзя, это будет подкритическая система, размножающая нейтроны. Можно записать, что всегда кэфф
< к¥ .

 Вопрос – часть нейтронов все равно поглощается поглотителем?

Нейтроны поглощаются всеми материалами, и поглотителями, и ураном, и Zr, и водой. Ну и что? Если к¥ < 1, это означает, что у вас рождается нейтронов меньше, чем их поглощается. Т.е. цепная реакция будет затухать. Вы не можете осуществить условия работы даже на постоянной мощности, потому что для постоянства мощности должно выполняться условие: сколько рождается нейтронов, столько и исчезает. А если в реакторе исчезает нейтронов больше, чем рождается, то даже если запустить туда нейтроны от какого-нибудь пускового внешнего источника, то через какое-то время они все-равно сойдут на ноль.  

Если к¥ < 1, то реактор создать нельзя, потому что в этом случае надо поднимать обогащение урана, уменьшать количество бора, менять набор материалов.