3. Реактивность и запас реактивности. Роль запаса реактивности в управлении реактором.

Реактивность ядерного реактора ρ ( или ∆к-в разных книжках по разному)— величина, характеризующая динамику цепной реакции в активной зоне ядерного реактора. Реактивность выражается через коэффициент размножения нейтронов следующим образом:

Реактивность — безразмерная величина, может измеряется в процентах, ,иногда реактивность измеряется в единицах β (доли запаздывающих нейтронов) . Поскольку р = β является предельным значением реактивности управляемого на запаздывающих нейтронах реактора, понятно почему такая величина реактивности принята за единицу, тем более что абсолютная величина этой единицы зависит от типа ядерного топлива.

Управление реактивностью Реактивность ядерного реактора изменяется путём перемещения в активной зоне элементов управления цепной реакцией — цилиндрической или другой формы регулирующих стержней, материал которых содержит вещества, сильно поглощающие нейтроны (бор, кадмий и др.). Один такой стержень при полном погружении в активную зону вносит отрицательную реактивность. Величина связываемой реактивности зависит как от материала и величины поверхности стержня, так и от места погружения в активную зону, поскольку число поглощённых нейтронов в материале стержня зависит от нейтронного потока, который минимален в периферийных частях активной зоны. Удаление стержня из активной зоны сопровождается освобождением реактивности, а так как стержень всегда перемещается вдоль своей оси, то приращение реактивности характеризуется изменением положения в активной зоне конца стержня. При полностью погруженном стержне связывается максимально возможная реактивность, однако при этом перемещение стержня на заданную долю его полной длины, например на одну сотую, вызывает наименьшее изменение реактивности реактора, ибо конец стержня перемещается в области с самым низким потоком нейтронов. Если стержень погружен наполовину, он связывает половину возможной реактивности, но теперь перемещение стержня на ту же долю длины сопровождается максимальным освобождением реактивности. Если стержень не погружен в АЗ- реактор неуправляем( нет поглощения нейтронов)

δк= к_эфф-1 (0.08-D₂O, 0.05-графит) - запас реактивности

(δк)^-1 цена нейтрона

Важно!- δк и ∆к разные величины (δк вводится только относительно конструкции реактора, относится к реактору как к набору вещей

к< β- усл управляемости реактора,

δк≈n∆к, n – обычные единицы

Билет 23

1. Причины невозможности создания ядерного взрывного устройства на замедленных нейтронах. «Бомба-реактор» как пример тупиковой технологической ветви.

Замедленные нейтроны не наберут 50 поколений, необходимых для того, чтобы бомба сработала.

t~10^-4с – время жизни конструкции до разрыва под действием хим. вещ-ва

За это время нужно создать крит массу и набрать поколения.

Выгорает избыток над крит массой.

Чтобы реакция развивалась нужно обогащать по U-235, а если замедлить-то k_эф>1

Германия 1940 г. – бомба типа «урановый котёл»

Парафин

уран Критмасса+замедление, но T_{жизни замед нейтр} ~10^-4с

А условие существования ЯВУ: T_жизни<<t_{форм-я критмассы, а в нашем случае} T_жизни=t_{форм-я критмассы}!!