Изменение реактивности при выгорании горючего и его воспроизводстве

Основные ядерные реакции в делящемся веществе

Предположим, что скоростью распада долгоживущих изотопов можно пренебречь по сравнению со скоростью уничтожения изотопов за счет поглощения нейтронов. Для короткоживущих изотопов , пренебрежем скоростью их уничтожения за счет поглощения нейтронов. С учетом таких предположений каждый захват нейтронов в приводит к образованию . Основное влияние на критичность реактора оказывают первые 3 реакции.

Для :

Для :

¯ ¯ ¯

В правой части 2-ого уравнения генерации и уничтожения .

1. ВТ тепловой области.

2. В резонансных областях энергия поглощения нейтронов .

3. Захват на резонансных уровнях. сам выступает в качестве горючего.

4. Исчезновение за счет захвата нейтронов.

Нет захвата нейтронов в делящихся ядрах до резонанса, т. е. захват происходит в других областях. Мы пренебрегаем утечкой нейтронов при замедлении. Необходимо при решении предположить, что выгорание мало, т. е. . Из системы уравнений можно найти коэффициент воспроизводства в начале работы реактора, когда еще не накопился , и последними слагаемыми в уравнение для можно пренебречь.

Можно говорить, что коэффициент воспроизводства - это количество генерируемых делящихся ядер в единицу времени к количеству выгорающих делящихся ядер в единицу времени

Для увеличения коэффициент воспроизводства необходимо уменьшать концентрацию делящихся ядер в горючем и увеличивать резонансный захват нейтронов в . Однако, это возможно лишь в пределах К_эфф =1, потому сильно уменьшать концентрацию нельзя.

барн, барн

Для естественного урана

Значение КВ=0,85 близко к реальному КВ в реакторах-переводчиках. Несмотря на то, что КВ<1, в начале кампании наблюдается увеличение К_эфф, т. к. хотя нового изотопа мало, но его сечение больше.