Исходные данные для создания элементов и устройств СБ. Физические и химические эффекты

В зависимости от назначения системы управления ЯР подразделяют на системы воздействия на реактивность и системы поддержания режима охлаждения АЗ реактора.

Для правильного выбора средств воздействия на реактивность (СВР) необходимо знать принципы и способы воздействия на реактивность, сведения об АЗ, конструктивные особенности ЯР, а также нейтронно-физические, теплогидравлические, кинематические, силовые и другие параметры СВР и окружающей среды.

Действие СВР основано на изменении количества нейтронов в АЗ путем их поглощения (преимущественно неделящимися материалами), производства (вследствие изменения количества ядерного топлива в АЗ), регулирования утечки нейтронов за пределы АЗ (отражателя), изменения их спектра (соотношения быстрых и медленных нейтронов), а также подвода со стороны (от другого источника).

Воздействовать на реактивность можно изменением количества управляющего вещества (поглощающего, замедляющего или производящего нейтроны вещества) в АЗ; перемещением источника нейтронов, элементов АЗ или отражателя, а также изменением физических параметров АЗ или отдельных управляющих элементов при немеханическом воздействии (например, увеличение члена лекции МГТУ им. Баумана molokanoff@mail.ru сечения поглощения при нагреве).

Указанные способы воздействия могут быть реализованы следующим образом: изменением формы ОУ, концентрации (плотности, поглотителя или замедлителя); свойств управляющего вещества немеханическими методами (например, нагревом); введением ОУ в АЗ и некоторыми другими способами.

Управляющее вещество в ЯР может быть в твердом, сыпучем (порошок, шарики), жидком, газообразном или комбинированном состоянии. Именно с состоянием управляющего вещества связано наибольшее разнообразие технических решений СВР, поэтому его можно принять в качестве базового.

В процессе функционирования ЯР обязательно контролируют мощность реактора, скорость ее нарастания (период разгона), а также важнейшие теплогидравлические параметры ЯР и СВР.

Функции исполнительных органов СВР могут быть как одноцелевыми (регулирование мощности, компенсация избыточной реактивности, управление энергораспределением, аварийная остановка), так и многоцелевыми (совмещение различных функций управления).

При разработке СВР важно знать тип реактора, размеры АЗ (диаметр, высота), количество ОУ и шаг их размещения, плотность потока нейтронов, неравномерность энергораспределения (по радиусу и высоте ЯР), эффекты реактивности зоны при разогреве и аварийных ситуациях, эффективность СВР.

Необходимы также сведения о самом СВР: тип используемого управляющего материала; степень дискретности расположения и концентрации управляющего вещества (сплошное однородное, прерывистое однородное, профилированное в продольном направлении, профилированное в поперечном направлении); материал поглотителя, вытеснителя, оболочки, конструктивных элементов; поглощающая способность управляющего вещества; степень перекрытия АЗ; допустимый флюенс нейтронов; относительная скорость выгорания управляющего вещества, а также требуемым срок службы СВР.