На главную
Физика - одна из самых удивительных наук! Физика столь интенсивно развивается, что даже лучшие педагоги сталкиваются с большими трудностями, когда им надо рассказать о современной науке. Данный ресурс поможет эффективно и интересно изучать физику. Учите физику!
   

Обучение и материалы
Физический справочник
Формулы по физике
Шпаргалки по физике
Энциклопедия
Репетиторы по физике
Работа для физиков
Быстрый устный счет
Виртуальные лабораторные
Опыты по физике
ЕГЭ онлайн
Онлайн тестирование
Ученые физики
Необъяснимые явления
Ваша реклама на сайте
Разное
Контакты
Спецкурс
Фейнмановские лекции

В мире больших скоростей

Введение в теорию относительности

Лекции по биофизике
Лекции по ядерной физике
Ускорение времени...
Лазеры
Нанотехнологии
Книги
полезное
Смешные анекдоты о физике
Готовые шпоры по физике
Физика в жизни
Ученые и деньги
Нобелевские лауреаты
Фото
Видео
Карта сайта
На заметку
Если вам понравился сайт, предлагаем разместить нашу кнопку
Кнопка сайта All-fizika.com
Компьютерные программы
по физике
Программы по физике


Физика и юмор
Физика и юмор


Онлайн тестирование
по физике
Онлайн тестирование по физике



-









10.4.2. Условия преимущественного проявления ПТЭР и ЯТЭР в энергетических реакторах

Несмотря на замечание о невозможности раздельного проявления ПТЭР и ЯТЭР, в практике эксплуатации РУ могут иногда созда­ваться условия, в которых составляющие ТЭР проявляются если и не в чи­стом виде, то, по крайней мере, преимущественно.

Для того, чтобы понять, о чём идет речь, надо вначале чётко себе представить, что в ВВР плотностная составляющая ТЭР практически цели­ком определяется присутствием в активной зоне воды (остальные материалы активной зоны - твердые; величины температурных коэффициентов объ­ёмного расширения их, по крайней мере, на два порядка величины меньше, чем у воды; поэтому температурное уменьшение плотности всех материалов активной зоны, кроме воды, столь мало, что может вообще не приниматься во внимание). Более того, ядерная составляющая ТЭР от воды очень мала: микросечение поглощения воды на три порядка величины меньше, чем  микросечение поглощения 235U (0.66 и 680.9 барн соответственно); следовательно, при одинаковом разогреве топлива и воды в активной зоне ВВР вклад воды в температурное изменение  поглощающей способности всей активной зоны останется примерно на три порядка меньшим, чем вклад одного 235U;  а если учесть, что в работающем энергетическом реакторе топливо изменяет температуру в существенно больших пределах, чем вода, то в действительных условиях  вклад воды в ядерную составляющую ТЭР будет ещё меньшим, чем при одинаковом нагреве воды и топлива. Cечения погло­щения водой быстрых и резонансных нейтронов от температуры не зависят, как почти не зависят и величины микросечений рассеяния.
 
Вот и получается, что плотностной ТЭР в ВВР практически полностью обязан присутствию в активной зоне и отражателе реактора воды. Это ка­сается не только реакторов типа ВВЭР, но и реактора РБМК-1ООО.

Ядерный температурный эффект реактивности, наоборот, в силу ука­занных причин связан, главным образом, с наличием в активной зоне топ­лива: температурное изменение поглощающей способности активной зоны по отношению к тепловым нейтронам более всего определяется температурным изменением микросечений поглощения 235U, 239Pu и некоторыми сильно по­глощающими тепловые нейтроны продуктами деления (135Xe, 149Sm), кото­рые удерживаются внутри твэлов, то есть вместе с топливом; эффективные микросечения захвата ураном-238 резонансных нейтронов тоже определяют­ся величиной температуры топлива, и не связаны с температурой воды.

Поэтому в процессе медленного разогрева реактора (со скоростью ме­нее 10оС/час) от постороннего источника тепла, когда средняя темпера­ратура топлива практически следует "градус в градус" за медленно нара­стающей средней температурой теплоносителя, а реактор поддерживается в состоянии критичности на МКУМ (минимально-контролируемом уровне мощно­сти, имеющем порядок 10-4 ¸10-3 % от номинальной мощности реактора), - в таких условиях измеренная величина температурного эффекта реактивности реактора при любой средней температуре активной зоны (вплоть до мини­мальной температуры рабочего диапазона) будет определяться преимущест­венно плотностной составляющей ТЭР. (Забегая вперед, следует отметить, что методика экспериментального определения температурного коэффициен­та реактивности теплоносителя перед вводом реактора в кампанию основа­на на создании именно таких условий для физических измерений).

При изменениях уровня мощности разогретого до номинальной средней температуры теплоносителя реактора (типа ВВЭР), наоборот, практически в "чистом" виде имеет место проявление ядерного температурного эффекта реактивности: так как средняя температура теплоносителя при изменениях уровня мощности реактора почти не изменяется (или изменяется очень незначи­тельно), то температурное изменение плотности воды - практически нуле­вое, а это значит, что нулевым будет и плотностное изменение реактив­ности реактора, а температурное изменение реактивности реактора будет целиком определяться изменением величины ядерного ТЭР, которое проис­ходит вследствие изменений средней температуры топлива в твэлах с из­менением тепловой мощности реактора (так как средний температурный на­пор между топливом твэлов и ядром потока омывающего их теплоносителя прямо-пропорционален тепловой мощности реактора).

Отсюда следует, между прочим, немаловажный для оператора РУ вывод:
Величины ядерного ТКР, измеренные экспериментально у конкретного  реактора на различных уровнях его тепловой мощности даже при оди- наковой средней температуре теплоносителя, будут неодинаковыми.

Объясняется это просто: во-первых, каждому уровню тепловой мощно­сти реактора даже при постоянном расходе теплоносителя и даже при пос­тоянной средней температуре теплоносителя соответствует своя средняя температура топлива в его твэлах; во-вторых, даже при одинаковой тем­пературе во всех точках твэла различные компоненты топливной смеси по­-разному изменяют с каждым градусом изменения температуры величины мик­росечений поглощения (235U и 239Pu, в отличие от 238U и иных компонен­тов топливной композиции, не подчиняются закону "1/v" и отклоняются от этого закона в разные стороны и в неодинаковой степени, вследствие че­го величина константы η59 c ростом температуры топлива уменьшается все более и более резко); в третьих, Доплер-эффект с возрастанием темпера­туры топлива влияет на величину вероятности избежания резонансного за­хвата φ все более и более сильно, и характер этого влияния также нелинейный.

Второй вывод тоже не из приятных:
Величина ядерного ТКР (а, значит, и общего ТКР реактора) изменяется в   процессе кампании его активной зоны.
Все сказанное, вместе с обоснованным опасением, как бы столь важ­ная характеристика реактора, как отрицательный ядерный ТКР (основа общего отрицательного ТКР реактора = основа устойчивости работы реактора на мощности), случайно не "выскочила" за пределы, гарантирующие устой­чивость реактора, вынуждает эксплуатационников:
- регулярно проводить физические измерения с целью проверки дей­ствительной величины отрицательного ТКР реактора на данный момент кам­пании активной зоны;
- искать новые корректные методики экспериментального определения величины ТКР в рабочих условиях (поскольку, как увидим дальше, сущест­вующие методики далеки от совершенства).



ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:


Социальные комментарии Cackle


 
 
© All-Физика, 2009-2016
При использовании материалов сайта ссылка на www.all-fizika.com обязательна.