Інтерференція поглиначів – це явище взаємного впливу різних поглиначів на характеристики один одного.
Інтерференція фізично пояснюється тим, що кожен із уведених в активну зону поглиначів по-своєму змінює нейтронне поле в ній.
Розглянемо найпростіший випадок інтерференції двох стрижнів – стрижня I, що має при введенні в активну зону поодинці фізичну вагу ρ1, і стрижня II, що має фізичну вагу ρ2. Підкреслімо: ці значення фізичної ваги мають місце лише тоді, коли кожен зі стрижнів уводиться в активну зону поодинці, коли в ній немає іншого стрижня. Якщо ж увести в активну зону обидва стрижні (порізно або одночасно), то в загальному випадку виявляється, що загальна зміна реактивності реактора не становитиме величину ρ1 + ρ2, а буде більшою або меншою за це значення залежно від того, де в активній зоні розташовані ці стрижні.
Припустімо для прикладу, що стрижень I – центральний, а стрижень II – віддалений від осі симетрії активної зони на певну відстань r, а без уведених стрижнів радіальний розподіл густини потоку теплових нейтронів Ф(r) має ідеальний (бесселівський) характер. Після введення стрижня I цей розподіл зміниться й матиме якісний вигляд, показаний на рис.21.9, і цей розподіл для другого стрижня перед його введенням буде незбуреним. Отже, при введенні в активну зону стрижень II тепер потрапляватиме в область, де середнє значення густини потоку теплових нейтронів дорівнюватиме не Фr0 (яке було до введення стрижня I), а Фr1 (яке встановилося після введення стрижня I), і відповідно до вже відомого правила теорії збурень величина фізичної ваги стрижня II у даному прикладі збільшиться в Фr12/ Фr02 раза.
Інтерференція фізично пояснюється тим, що кожен із уведених в активну зону поглиначів по-своєму змінює нейтронне поле в ній.
Розглянемо найпростіший випадок інтерференції двох стрижнів – стрижня I, що має при введенні в активну зону поодинці фізичну вагу ρ1, і стрижня II, що має фізичну вагу ρ2. Підкреслімо: ці значення фізичної ваги мають місце лише тоді, коли кожен зі стрижнів уводиться в активну зону поодинці, коли в ній немає іншого стрижня. Якщо ж увести в активну зону обидва стрижні (порізно або одночасно), то в загальному випадку виявляється, що загальна зміна реактивності реактора не становитиме величину ρ1 + ρ2, а буде більшою або меншою за це значення залежно від того, де в активній зоні розташовані ці стрижні.
Припустімо для прикладу, що стрижень I – центральний, а стрижень II – віддалений від осі симетрії активної зони на певну відстань r, а без уведених стрижнів радіальний розподіл густини потоку теплових нейтронів Ф(r) має ідеальний (бесселівський) характер. Після введення стрижня I цей розподіл зміниться й матиме якісний вигляд, показаний на рис.21.9, і цей розподіл для другого стрижня перед його введенням буде незбуреним. Отже, при введенні в активну зону стрижень II тепер потрапляватиме в область, де середнє значення густини потоку теплових нейтронів дорівнюватиме не Фr0 (яке було до введення стрижня I), а Фr1 (яке встановилося після введення стрижня I), і відповідно до вже відомого правила теорії збурень величина фізичної ваги стрижня II у даному прикладі збільшиться в Фr12/ Фr02 раза.
Зображення
Рис.21.9. До пояснення поняття інтерференції на прикладі двох стрижнів-поглиначів.
Якщо вчинити навпаки, тобто ввести в активну зону спочатку стрижень II, то його введення призведе до зміни середньої величини густини потоку теплових нейтронів в області введення стрижня I, і це нове значення Ф буде перед введенням стрижня I незбуреним для нього, оскільки теорія збурень завжди розуміє під незбуреним значенням Ф ту його величину, яка була перед введенням конкретного стрижня в активну зону. Таким чином виходить, що одночасне або послідовне введення в активну зону двох стрижнів хоч і дає загальний ефект впливу на реактор ρI+II, незалежний від одночасності чи послідовності введення стрижнів, але цей ефект практично завжди відрізняється від суми фізичних ваг цих стрижнів, одержуваних при самостійному введенні їх в активну зону.
У великих реакторах енергоблоків АЕС стрижні-поглиначі поодинці не використовуються, а застосовуються групами, що складаються з кількох стрижнів, змонтованих на спільній підвісці й тому переміщуваних синхронно за допомогою автономних для кожної групи сервоприводів. Стрижні, що складають групу, намагаються розташовувати більш-менш симетрично відносно осі активної зони для того, щоб переміщення групи за висотою активної зони не давало помітних перекосів нейтронного поля.
Поширюючи наведені вище міркування на групу з m стрижнів-поглиначів, можна сказати, що фізична вага цієї групи, як правило, відрізняється в той чи інший бік від суми індивідуальних фізичних ваг цих стрижнів:
Якщо вчинити навпаки, тобто ввести в активну зону спочатку стрижень II, то його введення призведе до зміни середньої величини густини потоку теплових нейтронів в області введення стрижня I, і це нове значення Ф буде перед введенням стрижня I незбуреним для нього, оскільки теорія збурень завжди розуміє під незбуреним значенням Ф ту його величину, яка була перед введенням конкретного стрижня в активну зону. Таким чином виходить, що одночасне або послідовне введення в активну зону двох стрижнів хоч і дає загальний ефект впливу на реактор ρI+II, незалежний від одночасності чи послідовності введення стрижнів, але цей ефект практично завжди відрізняється від суми фізичних ваг цих стрижнів, одержуваних при самостійному введенні їх в активну зону.
У великих реакторах енергоблоків АЕС стрижні-поглиначі поодинці не використовуються, а застосовуються групами, що складаються з кількох стрижнів, змонтованих на спільній підвісці й тому переміщуваних синхронно за допомогою автономних для кожної групи сервоприводів. Стрижні, що складають групу, намагаються розташовувати більш-менш симетрично відносно осі активної зони для того, щоб переміщення групи за висотою активної зони не давало помітних перекосів нейтронного поля.
Поширюючи наведені вище міркування на групу з m стрижнів-поглиначів, можна сказати, що фізична вага цієї групи, як правило, відрізняється в той чи інший бік від суми індивідуальних фізичних ваг цих стрижнів:
Зображення
Величина відношення фізичної ваги групи стрижнів поглиначів до суми їхніх індивідуальних фізичних ваг називається коефіцієнтом інтерференції:
Зображення
Якщо C > 1 (тобто фізична вага групи більша за суму фізичних ваг стрижнів, що складають групу), інтерференція вважається додатною, а якщо ж C < 1 – від'ємною.
Звісно, підбором положення стрижнів, що складають групу, принципово можливо досягти потрібного ефекту інтерференції, хоча це й становить досить складну задачу. Але це – проблема конструкторська, а не задача для практика-експлуатаційника. Практику ж слід знати природу інтерференції поглиначів і розуміти, чому фізична вага однієї й тієї самої групи стрижнів керування реактором може бути істотно різною, якщо вона вимірюється в різних умовах, коли в активній зоні реактора можуть бути присутні різні кількості інших поглиначів: це – результат інтерференції стрижнів. Тому коли йдеться про фізичну вагу стрижнів тієї чи іншої групи, завжди недаремно вказати, за яких умов її визначали.
Інтерференція рухомих поглиначів, якщо їх багато в реакторі, може змінювати не лише величини фізичних ваг окремих їхніх груп, а, як наслідок цього, змінює й форму їхніх характеристик (кривих диференціальної та інтегральної ефективності), якими оператор користується для проведення деяких фізичних розрахунків. Мінливість цих характеристик як у процесі кампанії, так і в різних режимах роботи реактора спонукає оперативний персонал реакторної установки займатися регулярними фізичними вимірюваннями їх в умовах, близьких до робочих.
Звісно, підбором положення стрижнів, що складають групу, принципово можливо досягти потрібного ефекту інтерференції, хоча це й становить досить складну задачу. Але це – проблема конструкторська, а не задача для практика-експлуатаційника. Практику ж слід знати природу інтерференції поглиначів і розуміти, чому фізична вага однієї й тієї самої групи стрижнів керування реактором може бути істотно різною, якщо вона вимірюється в різних умовах, коли в активній зоні реактора можуть бути присутні різні кількості інших поглиначів: це – результат інтерференції стрижнів. Тому коли йдеться про фізичну вагу стрижнів тієї чи іншої групи, завжди недаремно вказати, за яких умов її визначали.
Інтерференція рухомих поглиначів, якщо їх багато в реакторі, може змінювати не лише величини фізичних ваг окремих їхніх груп, а, як наслідок цього, змінює й форму їхніх характеристик (кривих диференціальної та інтегральної ефективності), якими оператор користується для проведення деяких фізичних розрахунків. Мінливість цих характеристик як у процесі кампанії, так і в різних режимах роботи реактора спонукає оперативний персонал реакторної установки займатися регулярними фізичними вимірюваннями їх в умовах, близьких до робочих.