Критическое состояние реактора – это идеализированный случай. На самом деле реактор работает в нестационарных условиях:
• Либо переходные процессы
• Либо колебание мощности около средней величины

Работа в нестационарных условиях связана:
• Изменение изотопного состава АЗ из-за взаимодействия нейтронов с ядрами горючего
• Возникновение температурных эффектов – изменение реактивности
Из-за этого возникает проблемы управления реактора. Рассмотрим поведение точечного реактора во времени, если произошел скачек реактивности.

Ф(t) = Ф₀ e^{(k_эф-1)t/l} = Ф₀ e^ρt/l

• ρ = k_эф — 1 — реактивность
• ρ/l = T — период реактора
• l — время жизни одного поколения нейтронов

Мощность реактора возрастет в 150 раз. При t=1с, ρ=0.005, l = 10^-3с
Проблема управления решается, если в процессе регулирования реактора использовать факт образования запаздывающих нейтронов. В этом случае:

l_ср = (1 — β_i) + β_il_i ≈ β_il_i ≈ 0.1с

β_i — доля запаздывающих нейтронов, образующихся в процессе деления, l_i — время жизни ядер, испускающих запаздывающие нейтроны. Тогда, если l = 10^-1, то мощность реактора увеличится в 1.05раза – возникает условие для управления реактором.

Возможность управления реактором зависит не только от знака реактивности, но и от величины скачка реактивности. Если реактор работал при стационарных условиях, в случае положительного скачка реактивности, в начальный момент времени доля запаздывающих нейтронов резко уменьшается и наоборот.

Выделяют две области, где роль запаздывающих нейтронов различна:
• 0 < ρ < β - после происхождения скачка реактивности, и снизилась доля запаздывающих нейтронов, роль последних на формирование нейтронного потока со временем восстанавливается и в этом случае период жизни поколения нейтронов рассчитывается с учетом доли запаздывающих нейтронов. Эта область называется областью управляемости реактора. • ρ > β — в этом случае критичность реактора обеспечивается за счет мгновенных нейтронов, или запаздывающие нейтроны не влияют на мощность реактора.

Комментарии запрещены.