Bara de control este

Scăderea reactivității

Reactor. care este într-o stare critică (vezi coeficientul de multiplicare a neutronilor) atâta timp cât se dorește, este o abstractizare matematică. De fapt, având loc în procesele de reactor cauza proprietăților de deteriorare multiplicare a mediului, și nici un mecanism de recuperare a reactorului reactivitate nu poate funcționa chiar și o perioadă scurtă de timp. Inversarea neutronilor în reactor implică un proces de fisiune; fiecare act de divizare înseamnă o scădere a atomului materialului fisionabil și, prin urmare, o scădere a lui k0. Adevărat, atomii fisionabili sunt parțial restabiliți datorită absorbției excesului de neutroni de către nucleele de 238 U cu formarea de 239 Pu. Cu toate acestea, acumularea de material fisionabil nou nu compensează, de obicei, pierderile de atomi fisionabili, iar reactivitatea scade. În plus, fiecare act de fisiune este însoțit de apariția a doi atomi noi, nucleele cărora, ca orice alt nucleu, absorb neutronii. Acumularea de produse de fisiune reduce de asemenea reactivitatea (vezi Pitul Iod). În cele din urmă, pur și simplu creșterea temperaturii miezului reactorului este de obicei însoțită de o scădere a reactivității și reactorul activ zona de energie trebuie să fie încălzită la temperatura cea mai înaltă, deoarece randamentul motorului termic este determinat în cele din urmă de diferența dintre sursa de căldură și temperaturile mai reci - ambiant.

Sistem de control

Un reactor nuclear poate funcționa la o anumită putere pentru o perioadă lungă de timp numai dacă are o marjă de reactivitate la începutul operațiunii. Eliberarea reactivității asociate, deoarece scade din motive naturale, asigură faptul că starea critică a reactorului este menținută în fiecare moment al funcționării sale. Rezerva de reactivitate inițială este creată prin construirea unei zone active cu dimensiuni care depășesc în mod semnificativ cele critice. Pentru a preveni ca reactorul să devină supracritic, mediul de înmultire k0 este redus artificial. Acest lucru se realizează prin introducerea neutronilor în zona activă a substanțelor absorbante, care pot fi îndepărtate din nucleu în viitor. Ca și în elementele de reglementare a reacției în lanț. substanțele absorbante fac parte din materialul tijelor cu o anumită secțiune transversală, care se deplasează prin canalele adecvate din miez. Dar dacă una sau două sau mai multe tije sunt suficiente pentru a regla, numărul de tije poate ajunge la sute pentru a compensa excesul inițial de reactivitate. Aceste tije se numesc compensatoare. Tijele de reglare și compensare nu reprezintă neapărat diferite elemente pentru proiectarea structurală. Un număr de tije de compensare pot fi tije de control, însă funcțiile acestora și altele diferă. Tijele de comandă sunt proiectate să mențină o stare critică în orice moment, să oprească, să pornească reactorul, să treacă de la un nivel de putere la altul. Toate aceste operațiuni necesită mici modificări ale reactivității. Tijele de compensare sunt retrase treptat din miezul reactorului, asigurând o stare critică pe întreaga durată a funcționării sale.

Uneori tijele de control nu sunt fabricate din materiale absorbante, ci din material fisionabil sau material difuzor. În reactoarele termice, acestea sunt în principal absorboare de neutroni, nu există absorbitori eficienți pentru neutronii rapizi. Astfel de absorbanți ca cadmiul. hafniu și altele, puternic absorbi doar neutroni termici datorită primei rezonanță în apropierea regiunii termice, cât și în afara ultimul nu este diferit de alte substanțe pentru proprietățile lor absorbante. Excepția este borul. a cărui secțiune transversală de absorbție a neutronilor scade cu mult mai lent decât în cazul substanțelor indicate, conform legii l / v. Prin urmare, borul absoarbe neutronii rapizi, deși slab, dar ceva mai bun decât alte substanțe. Materialul absorbantului din reactor rapid poate servi doar bor, eventual îmbogățit în 10 C. În plus față de bor în reactoare rapide folosite pentru bare de control și a materialelor fisionabile. Tija de compensare a materialului fisionabil are aceeași funcție ca tija de absorbție a neutronilor: crește reactivitatea reactorului cu scăderea sa naturală. Totuși, spre deosebire de absorbant, o astfel de tijă de la începutul reactorului este în afara miezului și apoi injectată în miez. Din materialele-scatterers în reactoare rapide nichel este utilizat. Secțiunea transversală pentru împrăștierea neutronilor rapizi este ceva mai mare decât secțiunile transversale ale altor substanțe. Tije disipatoare sunt situate la periferia miezului și imersia acestora în canalul corespunzător determină o scurgere scădere de neutroni din nucleu și, prin urmare, o creștere a reactivității. În unele cazuri speciale, părțile în mișcare ale reflectorilor neutroni servesc ca ținte pentru controlul reacției în lanț, schimbând scurgeri de neutroni din miez în timpul mișcării. Tablourile de comandă, compensare și de urgență, împreună cu toate echipamentele care asigură funcționarea lor normală, formează un sistem de control și protecție al reactorului (CPS).

Protecție de urgență

În cazul unei reacții neprevăzute catastrofale în lanț, și apariția altor condiții de alarmă asociate cu energie în miez, în fiecare reactor este prevăzut pentru terminarea urgență a reacției în lanț, realizată scăzând în tijele de siguranță de urgență speciale de bază sau de bare. Tablourile de urgență sunt realizate din material absorbant de neutroni. Acestea sunt aruncate sub acțiunea gravitației în partea centrală a miezului, unde debitul este cel mai mare și, prin urmare, cea mai mare reactivitate negativă introdusă în reactor de tijă. Barele de siguranță, precum și cele de reglare, sunt, de obicei, două sau mai multe, totuși, spre deosebire de autoritățile de reglementare, ele trebuie să conecteze cât mai multă reactivitate posibil. Rolul tijelor de siguranță poate fi realizat de unele bare de compensare.

literatură

Klimov A. N. Fizica nucleară și reactorii nucleari. M. Atomizdat, 1971.
Levin VE Fizica Nucleară și Reactorii Nucleari. Ed. 4 - M. Atomizdat, 1979.
Petunin VP Energie termică a instalațiilor nucleare M. Atomizdat, 1960.

Articole similare

Pagina anterioară