Главная >> Лекции по ядерной физике >> Переходные процессы при сообщении реактору отрицательной реактивности

12.2.3. Предельный темп снижения мощности реактора после завершения начального скачка.

С окончанием начального скачка процесс снижения плотности нейтронов (нейтронной мощности) реактора идёт по экспоненциальному закону n(t) = A_oexp (-t / T_o), то есть темп снижения определяется величиной старшего (наибольшего по абсолютной величине) корня уравнения обратных часов Т_о.

Поведение величины Т_о при различных величинах сообщаемой реактору отрицательной реактивности легко прослеживается по самой правой ветви графического решения уравнения обратных часов:  при ρ → - ∞  величина (1 / T_o) → - λ₁, то есть сама абсолютная величина корня Т_о устремляется к величине (1 / λ₁). Следовательно, предельный темп снижения мощности реактора после начального скачка при сообщении реактору очень большой (по абсолютной величине) отрицательной реактивности

Т_оmin = 1 / λ₁ = 1 / 1.263. 10 ^-2  ≈ 79.2 c                                        (12.28)

Физическое толкование этого ограниченного темпа снижения плотности нейтронов после завершения начального скачка кажется вполне очевидным: c таким периодом идёт β-распад самой долгоживущей группы предшественников запаздывающих нейтронов, и обогнать этот темп плотность нейтронов в реакторе не в состоянии.
Так как любая убывающая экспонента достигает своего практического нуля через 4 ÷ 5 своих периодов, то можно оценить время спада нейтронной мощности реактора до практического нуля с момента окончания начального скачка. Оно приблизительно составит

5 ^. 79.2 ≈ 400 с ≈ 6.6 мин

Так обстоит дело в  гипотетическом случае сообщения критическому реактору бесконечно-большой величины отрицательной реактивности. И ясно, что в реальных случаях сообщения реактору более умеренной величины отрицательной реактивности темп снижения мощности по завершении начального скачка будет ешё более медленным (то есть величина установившегося периода  Т_о будет ещё большей).  Например, при срабатывании быстродействующей аварийной защиты с физическим весом  всего в - 2.5% (то есть сообщающей критическому реактору при полном вводе в активную зону величину отрицательной реактивности ρ = - 0.025 ) величина установившегося периода спада мощности после начального скачка оказывается равной около 92 с, а при ρ = - 0.010 - величина То ≈ 96 с.

Эти числовые примеры подталкивают к  практическому  выводу о том, что нет никакого смысла снабжать реактор аварийной защитой большого физического веса из одного стремления увеличить её быстродействие:  увеличение физического веса стержней аварийной защиты свыше 3% вообще нецелесообразно, поскольку заметного выигрыша в быстродействии АЗ при этом не наблюдается. Поэтому при выборе физического веса системы АЗ обычно руководствуются другими практическими соображениями. 

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: