Коэффициент - размножение - нейтрон
Cтраница 2
Выясним, от каких факторов зависит коэффициент размножения нейтронов для системы, состоящей из естественной смеси изотопов урана и замедлителя. [16]
 |
Кривые расхода и воспроизводст. [17] |
В верхней части графика показано изменение коэффициента размножения нейтронов. В первой стадии работы реактора коэффициент размножения мог бы возрасти почти до 1 04, что недопустимо. Следовательно, на этой стадии компенсирующие стержни должны быть введены в активную зону для поглощения избытка нейтронов. Однако далее, вследствие выгорания горючего и образования продуктов деления в реакторе, коэффициент размножения начинает уменьшаться и становится равным единице, когда примерно 0 6 % горючего будет использовано. [18]
 |
Кривые расхода и воспроизводства ядерного горючего и изменения коэффициента размножения. [19] |
В верхней части графика показано изменение коэффициента размножения нейтронов. В первой стадии работы реактора коэффициент размножения мог бы возрасти почти до 1 04, что недопустимо. Следовательно, на этой стадии компенсирующие стержни должны быть введены в активную зону для поглощения избытка нейтронов. Однако далее, вследствие выгорания горючего и образования продуктов деления в реакторе, коэффициент размножения начинает уменьшаться и становится равным единице, когда примерно 0 6 % горючего будет использовано. При использовании горючего на 0 97 % заштрихованные на рис. 101 площади равны друг другу. [20]
Введение этих стержней в античную зону реактора уменьшает коэффициент размножения нейтронов, а выведение - увеличивает, так как кадмий сильно поглощает нейтроны. Погружением стержней в активную зону реактора управляет автоматическое устройство, позволяющее поддерживать заданный уровень мощности, выделяемой в реакторе. [21]
Для поддержания стационарного режима реактора, при котором коэффициент размножения нейтронов k - ( VI.4.12.2) ( критический режим реактора), в активную зону реактора вводятся управляющие ( регулирующие) стержни из материалов, сильно поглощающих тепловые нейтроны, например из бора или кадмия. [22]
А - 1) - коэффициент, аналогичный коэффициенту размножения нейтронов реактора. [23]
Для осуществления незатухающей цепной реакции деления необходимо, чтобы коэффициент размножения нейтронов был не меньше единицы. Эффективными замедлителями являются углерод ( графит), тяжелая вода, бериллий или оксид бериллия. Описанная цепная реакция используется в так называемых тепловых реакторах. [24]
В малых уран-графитовых системах, как например 4, коэффициент размножения нейтронов настолько мал, что сколь-нибудь значительное искусственное снижение его в центре с целью выравнивания нейтронного поля невозможно, так как это приведет к затуханию ядерной реакции. [25]
Для промышленного получения ядерной энергии необходимо управлять цепной реакцией, поддерживая значение коэффициента размножения нейтронов равным единице. Это осуществляется путем введения в массу ядерного горючего подвижных управляющих стержней, содержащих кадмий или бор, которые являются сильными поглотителями нейтронов. Затем, когда нейтроны размножатся в достаточном количестве, управляющие стержни вдвигаются в котел и, поглощая часть нейтронов, замедляют цепную реакцию. При этом реакция стабилизируется: число нейтронов, образующихся в единицу времени, остается постоянным. [26]
При стационарном режиме работы ядерного устройства ( реактора, генератора) критическое состояние системы, когда коэффициент размножения нейтронов k 1, соответствует самоподдерживающейся реакции деления. Понятно, что при работе устройства в пределах этого режима коэффициент k будет меняться в окрестности единицы. [27]
Параметры реактора рассчитываются так, что при полностью вставленных стержнях реакция заведомо не идет, при постепенном вынимании стержней коэффициент размножения нейтронов растет и при некотором их положении доходит до единицы. В этот момент реактор начинает работать. По мере его работы количество делящегося материала в активной зоне уменьшается и происходит ее загрязнение осколками деления, среди которых могут быть сильные поглотители нейтронов. Чтобы реакция не прекратилась, из активной зоны с помощью автоматического устройства постепенно извлекаются управляющие ( а часто специальные компенсирующие) стержни. Подобное управление реакцией возможно благодаря существованию запаздывающих нейтронов ( см. § 265), испускаемых делящимися ядрами с. Когда ядерное топливо выгорает, реакция прекращается. До нового запуска реактора выгоревшее ядерное топливо извлекают и загружают новое. В реакторе имеются также аварийные стержни, введение которых при внезапном увеличении интенсивности реакции немедленно ее обрывает. [28]
Параметры реактора рассчитываются так, что при полностью вставленных стержнях реакция заведомо не идет, при постепенном вынимании стержней коэффициент размножения нейтронов растет и при некотором их положении принимает значение, равное единице. В этот момент реактор начинает работать. По мере его работы количество делящегося материала в активной зоне уменьшается и происходит ее загрязнение осколками деления, среди которых могут быть сильные поглотители нейтронов. Чтобы реакция не прекратилась, из активной зоны с помощью автоматического устройства постепенно извлекаются управляющие ( а часто специальные компенсирующие) стержни. Подобное управление реакцией возможно благодаря существованию запаздывающих нейтронов ( см. § 265), испускаемых делящимися ядрами с запаздыванием до 1 мин. Когда ядерное топливо выгорает, реакция прекращается. До нового запуска реактора выгоревшее ядерное топливо извлекают и загружают новое. [29]
Этот процесс может пбстепенно затухать, протекать с неизменной скоростью или приобретать лавинообразный характер, в зависимости от величины коэффициента размножения нейтронов. [30]
Страницы: 1 2 3 4