Спробуймо перевірити свій рівень розуміння самарієвого отруєння реактора й відповісти на питання: що відбуватиметься з величиною отруєння реактора самарієм, якщо після тривалого (понад 15 діб) простою реактор пускається знову й працює на постійному рівні потужності?
- оскільки після тривалого простою рівень отруєння реактора самарієм вищий за стаціонарний (на величину прометієвого провалу), а реактор, що достатньо довго працює на потужності, зрештою має вийти на стаціонарний рівень отруєння, то при тривалій роботі реактора на постійній потужності після довгого простою величина отруєння самарієм має після спливу достатньо тривалого часу роботи реактора знизитися до рівня стаціонарного отруєння, оскільки весь надлишковий самарій (понад його стаціонарну кількість) за час роботи буде розстріляно нейтронами. Реактор має повернутися до старого рівня стаціонарного отруєння самарієм (тобто до того, який був у момент останнього зупинення), оскільки стаціонарне отруєння не залежить від рівня потужності реактора.
Тому нам залишається відповісти лише на друге питання, що закономірно виникає в експлуатаційника: який характер цього перехідного процесу ρSm(t) під час повернення реактора «з дна прометієвого провалу» до стаціонарного рівня отруєння, і скільки часу триватиме цей перехідний процес?
Відповідь на це питання виходить із розв'язання системи диференціальних рівнянь отруєння реактора самарієм при тепер уже не нульових початкових умовах:
t = 0 NPm = 0 та NSm = NSm0 + NPm0 при Ф(t) = Ф0
(найчастіше NSm0 та NPm0 є стаціонарними концентраціями 149Sm та 149Pm).
Виконання розв'язання та стандартний перехід від поточних концентрацій самарію до поточних величин отруєння самарієм дає змогу одержати вираз для ρSm(t), графічна ілюстрація якого для різних значень Ф0 наведена на рис.20.5.
- оскільки після тривалого простою рівень отруєння реактора самарієм вищий за стаціонарний (на величину прометієвого провалу), а реактор, що достатньо довго працює на потужності, зрештою має вийти на стаціонарний рівень отруєння, то при тривалій роботі реактора на постійній потужності після довгого простою величина отруєння самарієм має після спливу достатньо тривалого часу роботи реактора знизитися до рівня стаціонарного отруєння, оскільки весь надлишковий самарій (понад його стаціонарну кількість) за час роботи буде розстріляно нейтронами. Реактор має повернутися до старого рівня стаціонарного отруєння самарієм (тобто до того, який був у момент останнього зупинення), оскільки стаціонарне отруєння не залежить від рівня потужності реактора.
Тому нам залишається відповісти лише на друге питання, що закономірно виникає в експлуатаційника: який характер цього перехідного процесу ρSm(t) під час повернення реактора «з дна прометієвого провалу» до стаціонарного рівня отруєння, і скільки часу триватиме цей перехідний процес?
Відповідь на це питання виходить із розв'язання системи диференціальних рівнянь отруєння реактора самарієм при тепер уже не нульових початкових умовах:
t = 0 NPm = 0 та NSm = NSm0 + NPm0 при Ф(t) = Ф0
(найчастіше NSm0 та NPm0 є стаціонарними концентраціями 149Sm та 149Pm).
Виконання розв'язання та стандартний перехід від поточних концентрацій самарію до поточних величин отруєння самарієм дає змогу одержати вираз для ρSm(t), графічна ілюстрація якого для різних значень Ф0 наведена на рис.20.5.
Зображення
Рис. 20.5. Перехідні процеси зміни отруєння реактора самарієм при роботі реактора на різних рівнях потужності після тривалого простою.
З наведеного графіка випливає, що реактор тим швидше повертається до стану стаціонарного отруєння самарієм, чим вищий рівень потужності, на якому він працює після тривалого простою. На високих рівнях потужності(>70÷80%) перехідний процес іде з «проскоком» рівня стаціонарного отруєння, що пояснюється перевищенням швидкості розстрілу надлишкового самарію над швидкістю його утворення з прометію, який на високих потужностях у першій половині перехідного процесу не встигає накопичитися в достатньо великій кількості, щоб дати швидкість розпаду, близьку до швидкості розстрілу самарію.
З наведеного графіка випливає, що реактор тим швидше повертається до стану стаціонарного отруєння самарієм, чим вищий рівень потужності, на якому він працює після тривалого простою. На високих рівнях потужності(>70÷80%) перехідний процес іде з «проскоком» рівня стаціонарного отруєння, що пояснюється перевищенням швидкості розстрілу надлишкового самарію над швидкістю його утворення з прометію, який на високих потужностях у першій половині перехідного процесу не встигає накопичитися в достатньо великій кількості, щоб дати швидкість розпаду, близьку до швидкості розстрілу самарію.