Главная >> Лекции по ядерной физике >> Коэффициент размножения на быстрых нейтронах

8.1.5. Факторы, определяющие величину ε в тепловых реакторах

Величина коэффициента размножения на быстрых нейтронах e определяется обогащением топлива (х), уран-водным отношением (u) и температурами ядерного топлива и воды в активной зоне.
а) Обогащение ядерного топлива.  С ростом обогащения топлива в нём растёт концентрация ядер урана-235, но концентрация ядер урана-238 падает, поэтому с ростом обогащения в топливе твэлов  происходит  меньше делений ядер урана-238 быстрыми нейтронами, и величина ε уменьшается.

б) Уран-водное отношение.  С ростом величины u = (N_UV_т/N_зV_з), достигаемого увеличением диаметра твэла при неизменном размере ячейки, либо уменьшением количества воды в ячейке при неизменном диаметре твэла, приводит к увеличению общего количества ядер урана, либо к уменьшению общего количества молекул воды в ячейке.
В обоих случаях при неизменном обогащении топлива это приводит  к уменьшению величины отношения количеств ядер водорода и ядер урана-238 в ячейке,  что, как видно из формулы Батя-Цыганкова, приводит к увеличению величины ε.

в) Температура активной зоны.  С ростом температуры воды в активной зоне уменьшается её плотность в зазорах между твэлами,  из-за чего уменьшается молекулярная концентрация воды и её макросечение рассеяния быстрых надпороговых нейтронов (или  увеличивается средняя длина свободного пробега рассеяния быстрых надпороговых нейтронов в воде), т.е. вода становится более прозрачной для надпороговых нейтронов, из-за чего перекрестный эффект размножения на быстрых нейтронах усиливается, а величина ε - растёт.

В реальных энергетических тепловых реакторах АЭС величина ε вообще не превышает 1.05 ÷ 1.06, поэтому обусловленное температурным расширением теплоносителя увеличение e является незначительным по сравнению с температурным ростом величины q или температурным падением величины η.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: