Skip to main content
Вся фізика

Порівняння характеристик найкращих природних сповільнювачів

Лекції з ядерної фізики

Цифрові дані для порівняльної оцінки сповільнювальних властивостей п'ятірки найкращих природних сповільнювачів наведено в табл.5.1.
Характеристики Речовини
H2O D2O Be BeO C Zr
1 Υ, г/см3  1.0  1.1  1.85  2.96 1.6  6.4 
2 ξ  0.926  0.509  0.207  0.174  0.158  0.0218
3 Σs, см-1  1.495  0.352  0.749  0.670  0.405  0.344
4 ξΣs, см-1 1.35   0.179  0.155 0.120   0.064  0.0075
5 kз 61   1900  125  170  170  0.93
6 Cs 17.4   31  78.2  92.6  102  739.3
7 τт, см2 26.9   118.0  90.0  95.0  297  2082.4
Таким чином, легка вода (H2O) є першим сповільнювачем за величиною сповільнювальної здатності, але за величиною коефіцієнта сповільнення вона на п'ятому місці, поступаючись важкій воді, берилію, оксиду берилію та графіту через те, що вода має вище значення макроперерізу поглинання нейтронів, що сповільнюються.
 
Важка вода, маючи найвище значення коефіцієнта сповільнення, є майже ідеальним сповільнювачем для теплових реакторів. Але ціла низка негативних якостей: радіоактивність, рідкісна поширеність у природі, енергоємна й дорогокоштовна технологія одержання чистої важкої води (0.5% домішок у важкій воді знижують її коефіцієнт сповільнення майже на порядок!), додаткові труднощі із забезпеченням особливого водного режиму первинного контуру та низка інших недоліків, що породжують додаткові проблеми як для конструкторів, так і для експлуатаційників, - усе це не дало можливості широкого розвитку важководних реакторів, хоча такі реактори є.
Берилій і оксид берилію не набули широкого поширення як сповільнювач для енергетичних реакторів через високу токсичність берилію та його сполук (що ускладнює як технологію одержання високочистого берилію, так і технологію виготовлення деталей внутрішньореакторних конструкцій), високу вартість берилію та його малу радіаційну стійкість в умовах потужного нейтронного й гамма-опромінення в активній зоні енергетичного реактора.
Відсутність у графіту недоліків, властивих берилію та його оксиду, і зробила його основним сповільнювачем в уран-графітових реакторах вітчизняних АЕС.