Skip to main content
Вся фізика

19.3.1. Про співвідношення швидкостей β-розпаду ¹³⁵I і ¹³⁵Xe в реакторі

Лекції з ядерної фізики

Для початку зазначимо, що λI = 2.87 . 10 -5 > λXe = 2.1 . 10 -5, тобто за рівних концентрацій йод розпадається з більшою швидкістю, ніж ксенон. Тим більше швидкість розпаду йоду буде більшою за швидкість розпаду ксенону, якщо NI > Nxe, що й має місце в момент зупинки стаціонарно отруєного реактора, що ми й збираємося показати. Так, стаціонарна концентрація йоду (див.(19.2.5))  Niст = (γI/λI) σf5 N5 Ф0, а стаціонарна концентрація ксенону:
                          Nxeст = [(γI+γXe) σf5N5Ф0] /(λXe + σaXeФ0),
                 то співвідношення їхніх стаціонарних концентрацій
  Niст/ Nxeст = [γI/(γI+γXe)] [(λXe+σaXeФ0)/λI],         або, після підстановки констант
                                        Niст/Nxeст ≈ 0.6897 + 8.93 . 10 -14 Ф0.
Остання рівність означає, що співвідношення концентрацій йоду та ксенону зі збільшенням рівня потужності реактора зростає за лінійним законом від величини потужності Np.. Уже за значень густини потоку теплових нейтронів Ф0 > 3.4.1011 нейтр/см2с (що відповідає МКРП) величина цього співвідношення стає вищою за одиницю,  тобто за будь-яких реальних рівнів потужності реактора стаціонарна концентрація йоду вища за стаціонарну концентрацію ксенону (Niст > Nxeст).
А оскільки λI > λXe и Niст > Nxeст, то очевидно, що λINIст >λXeNXeст,  або величина
 
                                      λINIст - λXeNXeст > 0                                                  (19.3.1)
у будь-який момент часу роботи стаціонарно отруєного ксеноном реактора, у тому числі й у момент його зупинки. Фізично це означає, що величина швидкості радіоактивного розпаду йоду на будь-яких реальних рівнях потужності реактора завжди вища за швидкість радіоактивного розпаду ксенону.