Работа ядерного реактора.

что ведет к увеличе­нию нейтронного потока (кривая С—D), а следова­тельно, мощности.

Таким образом, мощность реактора все время колеб­лется вблизи заданного среднего значения. С помощью подобной автоматической регулировки колебание мощ­ности уранового реактора может поддерживаться с точ­ностью до 0,1 процента.

Однако не исключено, что автоматическое устройство может вследствие неисправности каких-либо элементов электрической схемы или по другой причине выйти из строя. Чтобы предупредить аварию, реактор имеет ава­рийный стержень. Механизм передвижения такого стер­жня связан с другой ионизационной камерой. В случае резкого увеличения мощности реактора или вследствие неисправности каких-либо автоматических устройств сра­батывает электромагнитная защелка аварийного кадмие­вого стержня; он падает и глубоко входит в тело ядер­ного реактора. Поглощение большого количества нейтро­нов ведет к резкому уменьшению коэффициента размно­жения и, следовательно, к полному прекращению цепного процесса в реакторе. Таким путем может быть обеспечена стабильная и вполне безопасная работа ядерных реак­торов.

В реакторах на быстрых и промежуточных нейтронах нельзя применять для регулировки стержни из кадмия или из бористой стали. Эти вещества активно поглощают только медленные нейтроны. Нейтроны, обладающие средними скоростями, очень сильно поглощаются ура­ном²³⁸ и торием²³².

Для реакторов на быстрых нейтронах трудно подо­брать материалы, жадно поглощающие нейтроны. Регу­лировка этих реакторов может производиться стержнями из расщепляющихся материалов примерно так, как это показано на рис. 15.

По мере работы реактора в урановых стержнях будет «выгорать» уран²³⁵ и накапливаться плутоний²³⁹. Если реактор не воспроизводит ядерное горючее, то количество накапливающегося плутония²³⁹ меньше «выгоревшего» урана²³⁵. Но даже если бы общее содержание расщеп­ляющегося материала в стержне оставалось бы постоян­ным, мощность ядерного реактора постепенно падала бы. Поглощение нейтронов образующимися в реакторе «осколками» приводит к уменьшению коэффициента раз­множения. Для стабильной работы реактора необходимо компенсировать это поглощение: надо уменьшить потерю нейтронов в кадмиевом стержне, то есть постепенно вы­двигать его из активной зоны реактора.

Однако в конце концов реактивность системы на­столько уменьшается, что даже при полном удалении ре­гулирующего стержня коэффициент размножения будет все же меньше единицы. После этого мы уже не сможем поддерживать заданную мощность реактора, и она будет падать.

Время устойчивой работы зависит от размеров реак­тора и мощности, при которой он работает. Естественно, что чем больше урана загружено в