Skip to main content
Вся фізика

21.11.2. Метод компенсації

Лекції з ядерної фізики

Використання методу компенсації під час градуювання рухомих поглиначів (або їхніх груп) передбачає наявність у складі рухомих поглиначів реактора хоча б одного поглинача (групи) з достовірно виміряними й побудованими характеристиками. Називатимемо цей поглинач еталонним поглиначем. Цей метод не такий універсальний, як метод розгону, але він є швидшим.

Суть методу.  Метод ґрунтується на тому, що будь-яке переміщення вгору поглинача, що градуюється, завжди можна скомпенсувати певним переміщенням еталонного стрижня вниз, тобто так, що додатна реактивність, яку вносить у реактор поглинач, що градуюється, буде точно рівна за величиною від'ємній реактивності, яку вносить у реактор переміщення еталонного поглинача. Єдиним обмеженням у використанні цього методу є умова: фізичну вагу еталонного поглинача бажано мати дещо більшою, ніж передбачувана фізична вага поглинача, що градуюється.

Вихідний стан. Ядерний реактор критичний на МКРП (з тієї самої причини, що й під час градуювання методом розгону), причому поглинач, що градуюється, перебуває на НКВ, а критичність реактора підтримується за допомогою еталонного поглинача,  тобто малими переміщеннями еталонного поглинача домагаються стабілізації потужності реактора на певному рівні протягом 3 – 5 хвилин.

За положенням і переміщеннями поглиначів оператор стежить за штатними вимірювачами їхнього точного положення. Потужність контролюється за допомогою штатного вимірювача нейтронної потужності реактора.

Послідовність дій. Поглинач, що градуюється, піднімають з НКВ на деяку величину ΔH1 у положення H1, і додатну реактивність Δρ1 , яка при цьому вноситься в реактор, відразу ж компенсують адекватним переміщенням еталонного поглинача з вихідного положення Hео на деяку величину ΔHе1 у положення Hе1. Після точної стабілізації реактора на вихідному рівні потужності (МКРП) записують положення поглинача, що градуюється, й еталонного поглинача H1, Hе0 та Hе1.
Зображення
Рис.21.11.  До пояснення ідеології градуювання поглинача методом компенсації. Наступний крок: стрижень, що градуюється, із положення H1 піднімають на деяку величину ΔH2 у положення H2, а додатну реактивність, що виникає внаслідок цього переміщення, відразу ж компенсують переміщенням еталонного стрижня вниз із положення Hе1 у положення Hе2 (тобто на деяку величину ΔHе2)  і відразу після стабілізації потужності реактора на вихідному рівні потужності (МКРП) записують положення обох поглиначів в активній зоні.

Далі такі покрокові дії повторюють доти, доки стрижень, що градуюється, не досягне верхнього кінцевого вимикача.
 
Обробка результатів вимірювань. Усі зафіксовані в кожному переміщенні значення положень обох поглиначів і результати подальших розрахунків зручно звести в наступну таблицю.
 
Таблиця 20.2.   Результати вимірювань і розрахунків характеристик поглинача методом компенсації.
Зображення
Криві інтегральної та диференціальної ефективності поглинача, що градуюється, будують за даними табл.21.2 точно так само, як і під час градуювання методом розгону потужності реактора.
Особливості градуювання методом компенсації за дуже важкого еталонного поглинача.  Якщо еталонний поглинач дуже важкий (тобто його фізична вага в кілька десятків разів більша за фізичну вагу поглинача, що градуюється), то описана методика для градуювання непридатна, оскільки звичайний для градуювання крок підняття поглинача, що градуюється (ΔHi ≈ 15 – 20 cм), компенсується дуже малим переміщенням еталонного поглинача вниз (частки сантиметра), через що скористатися кривою інтегральної ефективності еталонного поглинача для знаходження ρ(Hе i-1) і ρ(Hеi) для визначення Δρi з належним ступенем точності виявляється неможливим: точки на кривій інтегральної ефективності розташовані дуже близько одна до одної.
У цьому разі для обчислення значень Δρi користуються кривою не інтегральної, а диференціальної ефективності еталонного поглинача:
-  з кривої диференціальної ефективності еталонного поглинача знімають значення диференціальної ефективності в початковому (або кінцевому) положенні – (∂ρе/∂Hе)i;
-  множачи цю величину на величину переміщення еталонного поглинача ΔHеi, знаходять величину скомпенсованої переміщенням еталонного поглинача зміни реактивності Δri ≈ (∂ρе/∂Hе)i . ΔHеi.
В усьому іншому методика обчислень і побудови характеристик не відрізняється від описаної вище.
Перевага методу компенсації перед методом розгону полягає не лише в швидкості градуювання поглиначів, а й у тому, що градуювання методом компенсації можна проводити не тільки на МКРП, а й у «гарячому» стані (тобто під час роботи реактора на будь-якому стаціонарному рівні потужності й за будь-якої середньої температури теплоносія). Для цього потрібно лише подбати про те, щоб у процесі вимірювань незмінними залишалися потужність, температура й тиск теплоносія, аби виключити вплив на результати експерименту потужнісного, температурного та барометричного ефектів зміни реактивності.