Активная зона реактора

Для возникновения цепной реакции, по меньшей мере, один из нейтронов, испускаемых при делении, должен вызвать новый акт деления. Это условие определяется коэффициентом размножения k:

Если k > 1 поток нейтронов и, следовательно, число актов деления увеличивается с каждым последующим поколением нейтронов, что в результате приводит к производству энергии в реакторе. При k = 1 число делений в единицу времени и, следовательно, производство энергии – постоянны. При k < 1 цепная реакция не может поддерживаться. Реактор, работающий при k = 1, называют критическим, при k > 1 – сверхкритическим и k < 1 – подкритическим. Коэффициент размножения регулируют с помощью стержней регулирования.

Реактор-размножитель на быстрых нейтронах.

Ядерным топливом реактора-размножителя на быстрых нейтронах является плутоний. Активная зона окружена наружной зоной воспроизводства из урана‑238, в которой происходит захват нейтронов с образованием нового плутония-239. Эта зона окружена отражателем, обычно из железа. При длительном облучении в результате преобразования урана-238 в плутоний-239 в принципе можно использовать весь уран‑238 для воспроизводства ядерного топлива. Однако на практике более реальным считается значение ~ 70 %. Так как концепция быстрого реактора-размножения увеличивает ресурсы деления примерно в 100 раз, она делает уран самым крупным источником энергии на Земле.

Коэффициент воспроизводства (КВ) – отношение скоростей образования плутония и выгорания основного топлива. По степени возрастания КВ ядерное топливо располагается в следующем порядке (U, Pu)O₂, (U, Pu)C, (U, Pu)N, сплавы. Коэффициент воспроизводства реактора БН можно рассчитать по выражению:

,

где η – коэффициент деления (выход нейтронов на одно поглощение), – вклад сырьевых нуклидов (в зоне воспроизводства) в образование нейтронов, – доля потерь нейтронов за счет «паразитного» захвата, – доля потерь нейтронов вследствие утечки. КВ реактора БН выше, чем в любой другой системе. С для БН-350 составляет 1,5, для французского Phenix – 1,6.

Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 304; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!