Материалы органов управления и защиты

<11 12 131415 16 17 >

Элемент i	Плот-ность g_i, г/см³	Молярная масса А_ri, а.е.м	Температура плавления Т_пл, °C	Температура кипения Т_кип, °C	Теплота плавления кДж/моль	Теплота испарения кДж/моль	Молярная теплоемкость Дж/К*моль	Теплопроводность Вт/м*К
¹³⁵Xe	0,00585		-111,85	-107,05	2,27	12,65	20,79	0,0057
¹⁴⁹Sm	7,52				8,9		29,5	13,3
¹⁰B	2,22		-	-	-	-	-	-
¹¹B	2,34				23,6	504,5	11,09	27,4
Eu	5,243	151,965				-	27,656	13,9
Сd	13,29	112,4			53,59		0,147	85,6

Наиболее часто в ядерной энергетике применяют в качестве материала поглотителя:

Реакция идет по двум каналам. Причем второй канал производит ядро трития, который является радиоактивным с периодом полураспада ~ 12 лет.

Как видно, в результате взаимодействия бора с нейтронами образуются альфа-частицы, обладающие большой кинетической энергией и малой длиной пробега, поэтому поглотители, изготовленные из бора или его соединений, нагреваются и требуют организации их охлаждения.

Использование бора для регулирования ЯР обусловлено достаточно большим сечением поглощения нейтронов в широком диапазоне энергий, доступностью и относительно низкой стоимостью.

В органах управления, как правило, используются карбид бора B₄C, спрессованный в таблетки или брикеты, помещенные в оболочку из стали.

В реакторах ВВЭР для создания запаса реактивности на выгорание топлива используется борная кислота Н₃ВО₃, которая растворяется в теплоносителе. Критическое состояние реактора в начале его работы после загрузки свежего топлива достигается при определенной ее концентрации.

Кроме того, для выравнивания поля энерговыделения и уменьшения размножающих свойств, в начале работы реактора в свежие ТВС с обогащением 4,4% устанавливают кластеры со стержнями выгорающего поглотителя (СВП), в которых используется диборид хрома в алюминиевом сплаве.

В реакторах РБМК в качестве выгорающего поглотителя в топливе используется эрбий. Окись эрбия (Er₂O₃) равномерно размешивается в диоксиде урана. При обогащении 2,6% по ²³⁵U весовая концентрация эрбия 0,41%. Основную роль в поглощении нейтронов играют два изотопа эрбия это ¹⁶⁶Er ( = 19,4 барн) и ¹⁶⁷Er ( = 653 барн). Изотоп ¹⁶⁷Er имеет сильный резонанс в области энергий нейтронов 0,47эВ, который играет главную роль в уменьшении положительной реактивности при обезвоживании технологических каналов и контура охлаждения органов системы управления и защиты реактора РБМК . С удалением воды ужесточается спектр нейтронов, что приводит увеличению их резонансного поглощения в эрбии. Наличие изотопа ¹⁶⁶Er приводит к дополнительному поглощению нейтронов. Кроме того, поскольку при захвате нейтрона в ¹⁶⁶Er образуется ¹⁶⁷Er, присутствие ¹⁶⁶Er несколько замедляет выгорание ¹⁶⁷Er.