Із загальної фізики відомі поняття чорного тіла й абсолютно чорного тіла. Подібними поняттями оперує й теорія збурень.
Оскільки в реальних енергетичних реакторах усі стрижні-поглиначі виконуються з матеріалу, макропереріз поглинання якого істотно більший за середній макропереріз поглинання активної зони
Σaст >> Σaаз ,
- будь-який із них із повним правом може називатися чорним стрижнем, оскільки він повністю поглинає всі нейтрони, що потрапляють в його об'єм.
Ідеальний поглинальний стрижень із матеріалу з нескінченно великим значенням макроперерізу поглинання (Σaст = ∞) називають абсолютно чорним стрижнем. На відміну від звичайного чорного стрижня абсолютно чорний стрижень поглинає всі нейтрони, що падають на нього, своєю поверхнею, і це зрозуміло: оскільки макропереріз поглинання матеріалу стрижня має нескінченно велику величину, нейтрони, що падають на стрижень, повинні поглинатися таким матеріалом одразу ж при безпосередньому контакті з ним.
Відповідно до теорії збурень будь-який реальний чорний стрижень може бути замінений еквівалентним абсолютно чорним стрижнем, що має радіус:
rе = Rст – d , (21.4.1)
менший за радіус реального чорного стрижня на деяку величину d, яку називають довжиною лінійної екстраполяції. Підставою для такої назви стало те, що при великому макроперерізі поглинання матеріалу чорного стрижня величина густини потоку теплових нейтронів Ф(r) від поверхні вглиб стрижня спадає практично за лінійним законом; тому, якщо допустити, що всередині стрижня існує циліндрична поверхня r = rе, на якій лінійно екстрапольована величина Ф перетворюється на нуль, то ця поверхня якраз і обмежує циліндричний об'єм ідеального стрижня з нескінченними поглинальними властивостями радіусом rе, який поглинув би своєю поверхнею всі ті нейтрони, що поглинаються в об'ємі приповерхневого шару реального стрижня завтовшки d (рис.21.3).
Оскільки в реальних енергетичних реакторах усі стрижні-поглиначі виконуються з матеріалу, макропереріз поглинання якого істотно більший за середній макропереріз поглинання активної зони
Σaст >> Σaаз ,
- будь-який із них із повним правом може називатися чорним стрижнем, оскільки він повністю поглинає всі нейтрони, що потрапляють в його об'єм.
Ідеальний поглинальний стрижень із матеріалу з нескінченно великим значенням макроперерізу поглинання (Σaст = ∞) називають абсолютно чорним стрижнем. На відміну від звичайного чорного стрижня абсолютно чорний стрижень поглинає всі нейтрони, що падають на нього, своєю поверхнею, і це зрозуміло: оскільки макропереріз поглинання матеріалу стрижня має нескінченно велику величину, нейтрони, що падають на стрижень, повинні поглинатися таким матеріалом одразу ж при безпосередньому контакті з ним.
Відповідно до теорії збурень будь-який реальний чорний стрижень може бути замінений еквівалентним абсолютно чорним стрижнем, що має радіус:
rе = Rст – d , (21.4.1)
менший за радіус реального чорного стрижня на деяку величину d, яку називають довжиною лінійної екстраполяції. Підставою для такої назви стало те, що при великому макроперерізі поглинання матеріалу чорного стрижня величина густини потоку теплових нейтронів Ф(r) від поверхні вглиб стрижня спадає практично за лінійним законом; тому, якщо допустити, що всередині стрижня існує циліндрична поверхня r = rе, на якій лінійно екстрапольована величина Ф перетворюється на нуль, то ця поверхня якраз і обмежує циліндричний об'єм ідеального стрижня з нескінченними поглинальними властивостями радіусом rе, який поглинув би своєю поверхнею всі ті нейтрони, що поглинаються в об'ємі приповерхневого шару реального стрижня завтовшки d (рис.21.3).
Зображення
Рис.21.3. Ілюстрація до пояснення поняття ефективного радіуса стрижня-поглинача.
Цей радіус rе і називають ефективним радіусом стрижня-поглинача.
Величина довжини лінійної екстраполяції d визначається лише поглинальними властивостями матеріалу реального стрижня (величиною макроперерізу Σaст).
У реакторах типу ВВЕР усі рухомі поглиначі мають циліндричну форму, але взагалі в енергетичних реакторах використовуються стрижневі поглиначі й іншої геометрії (рис.12.4).
Цей радіус rе і називають ефективним радіусом стрижня-поглинача.
Величина довжини лінійної екстраполяції d визначається лише поглинальними властивостями матеріалу реального стрижня (величиною макроперерізу Σaст).
У реакторах типу ВВЕР усі рухомі поглиначі мають циліндричну форму, але взагалі в енергетичних реакторах використовуються стрижневі поглиначі й іншої геометрії (рис.12.4).
Зображення
Рис.21.4. Найпоширеніші форми перерізу поглинальних стрижнів в енергетичних ядерних реакторах.
Для поглинальних стрижнів різної форми поперечного перерізу існують досить прості методики знаходження ефективного радіуса.
Таким чином, стрижень будь-якої форми поперечного перерізу може бути замінений еквівалентним стрижнем циліндричної форми з того самого реального матеріалу, а останній – ідеальним абсолютно чорним циліндричним стрижнем із радіусом rе.
Такий (на перший погляд ускладнений) підхід у теорії збурень дає можливість абстрагуватися від розгляду форми та поглинальних властивостей матеріалів різних стрижнів, а оперувати лише однією характеристикою стрижня-поглинача – його ефективним радіусом.
Для поглинальних стрижнів різної форми поперечного перерізу існують досить прості методики знаходження ефективного радіуса.
Таким чином, стрижень будь-якої форми поперечного перерізу може бути замінений еквівалентним стрижнем циліндричної форми з того самого реального матеріалу, а останній – ідеальним абсолютно чорним циліндричним стрижнем із радіусом rе.
Такий (на перший погляд ускладнений) підхід у теорії збурень дає можливість абстрагуватися від розгляду форми та поглинальних властивостей матеріалів різних стрижнів, а оперувати лише однією характеристикою стрижня-поглинача – його ефективним радіусом.