Перейти к основному содержанию
Вся физика

Сравнение характеристик лучших природных замедлителей

Лекции по ядерной физике

Цифровые данные для сравнительной оценки замедляющих свойств пятерки лучших природных замедлителей приведены в табл.5.1.
Характеристики Вещества
H2O D2O Be BeO C Zr
1 Υ, г/см3  1.0  1.1  1.85  2.96 1.6  6.4 
2 ξ  0.926  0.509  0.207  0.174  0.158  0.0218
3 Σs, см-1  1.495  0.352  0.749  0.670  0.405  0.344
4 ξΣs, см-1 1.35   0.179  0.155 0.120   0.064  0.0075
5 kз 61   1900  125  170  170  0.93
6 Cs 17.4   31  78.2  92.6  102  739.3
7 τт, см2 26.9   118.0  90.0  95.0  297  2082.4
Таким образом, лёгкая вода (H2O) является первым замедлителем по величине замедляющей способности, но по величине коэффициента замедле­ния она на пятом месте, уступая тяжёлой воде, бериллию, оксиду берил­лия и графиту потому, что вода обладает более высоким значением макросечения поглощения замедляющихся нейтронов.
 
Тяжёлая вода, обладая самым высоким значением коэффициента замед­ления, является почти идеальным замедлителем для тепловых реакторов. Но целый букет негативных качеств: радиоактивность, редкая распространён­ность в природе, энергоёмкая и дорогостоящая технология получения чис­той тяжёлой воды (0.5% примесей в тяжёлой воде снижают коэффициент замедления её почти на порядок!), дополнительные трудности с обеспечени­ем особого водного режима первого контура и ряд других недостатков, порождающих добавочные проблемы как для конструкторов, так и для эксплуатационников, - всё это не дало возможность широкого развития тяжеловодных реакторов, хотя такие реакторы есть.
Бериллий и оксид бериллия не получили широкого распространения в качестве замедлителя для энергетических реакторов из-за высокой ток­сичности бериллия и его соединений (усложняющей как технологию получе­ния высокочистого бериллия, так и технологию изготовления деталей вну­триреакторных конструкций), высокой стоимости бериллия и малой его ра­диационной стойкости в условиях мощного нейтронного и гамма-облучения в активной зоне энергетического реактора.
Отсутствие у графита недостатков, свойственных бериллию и его ок­сиду, и сделало его основным замедлителем в уран-графитовых реакторах отечественных АЭС.