Температурный коэффициент реактивности

Т.к. температуры сред в реакторе высоки, то любые изменения, которые происходят с мощностью реактора приводят к изменениям температуры сред. Они (изменения) велики, и приводят к изменению ρ = kэф — 1. Для учета влияния температуры на реактивность вводятся понятия:
• Температурный эффект реактивности — Δρ(t) = ρ(t2) — ρ(t1), где t1 — в начале процесса, t2 — в конце.
• Чаще используется температурный коэффициент реактивности — αT = dρ/dt
• Δρ(t) = ∫αT dt

Принято условно считать, что температурный коэффициент реактивности реактора представляет собой сумму температурных коэффициентов реактивности топлива, замедлителя, теплоносителя и отражателя. Каждый их этих коэффициентов представляют виде 3х слагаемых:
• Ядерного
• Плотностного
• Геометрического

αTяд αTплотн αTгеом
Замедлитель, Теплоноситель τ↓ σα↓, L↑ ε↑ ϕ↓ ± (если вода), причем знак и величина может меняться в процессе работы реактора
Топливо ϕ↓ Θ↑ να↑↓ Θ↑ — (если U235)
Отражатель L↑ δ0
+ —

• αTяд — учитывает изменение микроскопических сечений поглощения сред σα при изменении температуры.
• αTплотн — связан с изменением ядерной концентрации среды и как следствие этого, изменением макроскопического сечения поглощения ∑α.
• αTгеом — учитывает:
— Расширение материалов вследствие повышения температуры (расширение твердых компонентов)
— Изменение относительных объемов этих сред вследствие разных величин расширения сред.

Рассмотрим влияние температуры на αTяд (на примере ВВЭР). Из-за повышения скорости движения ядер замедлителя спектр нейтронов будет более жесткий, это приведет к тому, что время жизни быстрых нейтронов τ=r2/6 будет уменьшаться, σα↓, L↑. Т.к. замедлитель и теплоноситель – одна и та же среда, то эти характеристики справедливы и для теплоносителя.

С ростом энергии замедленных нейтронов вероятность избежать резонансный захват ϕ↓, из-за снижения неравномерности распределения нейтронов в ячейки θ↑, а количество быстрых нейтронов на акт να↑↓. Если используем U235 — να↓, при использовании Pu239 να↑.
αTплотн: ε↑ — за счет увеличения прозрачности (плотность падает с увеличением температуры) замедлителя и теплоносителя, т.е большее количество числа нейтронов попадает в топливо, это приводит к тому, что число добавочных нейтронов увеличивается. θ↑, т.к. увеличивается число тепловых нейтронов.
αTгеом — мал. Отражает влияние температуры на твердые компоненты сред, а влияние температуры на жидкие компоненты учитываются αTгеом.

Важно, чтобы αT был мал и отрицателен. Знак «-» обеспечивает саморегулируемость реактора, т.е. с ростом температуры АЗ, коэффициент размножения будет снижаться. Если αT будет большой, то это плохо, т.к. требуется большая величина избыточной реактивности. Величину αT как и знак, можно изменить за счет соответствующего шага ТВЭЛов в кассете (при определенном составе АЗ), а именно изменением параметров ϕ, θ. С ростом шага, ϕ↑, θ↓.

Кроме αT, работа реактора характеризуется специальными коэффициентами реактивности:
• Мощностной коэффициент реактивности
• Динамический коэффициент реактивности – учитывает изменение температуры сред в АЗ во времени. При отрицательном динамическом коэффициенте реактивности допускается положительный αT.
• Паровой коэффициент реактивности – изменение реактивности, с изменением паросодержания в реакторе.

Наименьший αT имеет реактор на БН. А наибольший αT – ВВЭР.


Оставить комментарий

Реклама: цилиндр evva 3ks



Статистика

Рейтинг@Mail.ru