Кинетика подкритического реактора.
ПУСК РЕАКТОРА. ВЫХОД НА МКУ.
В подкритичном реакторе, то есть реакторе, реактивность которого отрицательна, по определению реактивности, нейтронный поток должен затухать по экспоненте. Стационарное состояние нейтронного потока и его рост в таком реакторе возможен, если в реакторе имеются независимые от процесса деления источники нейтронов.
Если в реакторе в момент времени tимеется N нейтронов, а их время жизни l, то скорость их исчезновения будет равна N / l, а скорость рождения kэф × N/ l. При этом часть нейтронов появится с запаздыванием. Эта часть характеризуется величиной bЭФ. Таким образом мгновенно родится kЭФ(1-bэф)N/l. В каждый момент времени в реакторе из каждой группы ядер - предшественников рождается liciнейтронов. Если в реакторе имеется независимый источник нейтронов мощностью Q, то уравнение баланса нейтронов может быть записано следующим образом:
dN/dt = -N/l + (N/l)(1-bЭФ)kЭФ + S lici + Q
Это уравнение надо дополнить уравнениями, описывающими скорость изменения концентрации ядер-предшественников:
dci/dt = N bЭФ,i kЭФ / l - lici
При неизменном нейтронном потоке уравнение баланса нейтронов будет выглядеть следующим образом (dN/dt = 0 и dci/dt = 0):
(kэф-1)N/l + Q = 0
Из этого уравнения можно найти количество нейтронов в каждый момент времени:
N = Q l /(1 - kЭФ)
Из этого уравнения следует, что в подкритичном реакторе тем больше нейтронов, чем ближе kЭФ к единице.
Коэффициент l / (1 ‑ kЭФ)называется коэффициентом умножения нейтронов. Таким образом, подкритичный реактор является «усилителем» нейтронного потока внешнего источника, причем коэффициент «усиления» тем больше, чем ближе реактор к критике.
Из вышеизложенного следует, что нейтронный поток в подкритичном реакторе будет расти только в том случае, если его подкритичность будет уменьшаться, то есть он будет приближаться к критическому состоянию. При этом коэффициент умножения будет увеличиваться и нейтронный поток независимого источника будет усиливаться все сильнее
Необходимо помнить, что при уменьшении в 2 раза увеличивается в 2 раза. Следовательно, если при очередном высвобождении ρ подкритическая мощность увеличится в 2 раза, то после следующего такого же увеличения реактивности ядерный реактор станет критичным.
Дата добавления: 2016-07-18; просмотров: 2768;