Работа ядерного реактора.

Работа ядерного реактора. В условиях постоянной ра­боты ядерного реактора коэффициент размножения дол­жен быть равен единице. Иначе говоря, реактор должен быть в критическом состоянии. Однако он не может на­ходиться долго в таком режиме, когда его размеры точно критические. Существует ряд явлений, которые при­водят к самопроизвольному уменьшению коэффициента размножения. Поэтому надо иметь возможность посте­пенно увеличивать этот коэффициент, или, как принято говорить, реактор должен обладать некоторым запасом реактивности.

Прежде всего в процессе работы происходит постепен­ное уменьшение содержания расщепляющегося вещества. В том случае, когда размеры системы остаются постоян­ными, величина коэффициента К становится меньше еди­ницы и цепной процесс затухает. Для поддержания про­цесса нужно увеличить реактивность ядерного реактора.

Кроме того, при работе реактора происходит накоп­ление «осколков» продуктов деления ядер. Это приводит к отравлению реактора примесями, очень жадно погло­щающими нейтроны. Бесполезная потеря нейтронов вы­зывает уменьшение коэффициента размножения К, то есть опять-таки снижается реактивность системы.

Значительное влияние на протекание цепного процесса оказывает температура реактора. Если при запуске хо­лодный реактор был в критическом состоянии, то при ра­боте в нагретом реакторе обычно уменьшается реактив­ность. Это объясняется тем, что делящиеся материалы и замедлители при нагревании расширяются, плотность их уменьшается, а это приводит к увеличению среднего рас­стояния между ядрами. Следовательно, нейтроны уже реже встречаются с ядрами, реже производят деления и менее эффективно замедляются. Кроме того, увеличение температуры означает увеличение скорости молекул и медленных нейтронов, и, следовательно, если реактор ра­ботает на тепловых нейтронах, активность их умень­шается. Более быстрые нейтроны с меньшей вероят­ностью производят деление ядер расщепляющегося ма­териала и значительно чаще поглощаются ядрами урана238. Таким образом, повышение температуры тоже приводит к уменьшению реактивности. Для того чтобы ядерный реактор продолжал свою работу и при высокой температуре, надо увеличить его эффективные размеры.

Рассмотрим в качестве примера работу гетерогенного реактора на медленных нейтронах, выполненного в виде алюминиевого бака, наполненного тяжелой водой, в ко­торую опущены урановые стержни. Цепной процесс управляется регулирующим кадмиевым стержнем. Если мы поднимем регулирующий стержень, то поглощаемое им число нейтронов уменьшится; величина 6, которая вхо­дит одним из множителей в выражение для коэффициента размножения, увеличивается, а следовательно, увеличи­вается реактивность котла. Если

Страница 1 of 612...Last »