Накопление самария-149 после пуска реактора и стационарное отравление самарием

Стационарное отравление Sm-149 вычисляется по аналогии с ксеноном.

В соответствии с цепочкой радиоактивного распада

дифференциальные уравнения, описы­вающие баланс ядер прометия и самария в 1 см³ активной зоны, имеют вид.

Теоретически стационарные концентрации прометия и сама­рия достигаются в пределе при . Практически временем ус­тановления стационарной концентрации можно считать время, ко­гда концентрация Рm будет отличаться от равновесной на 5-10%. Это соответствует примерно 8-10 суткам. Следовательно, равно­весные концентрации Рm и Sm определяются соотношениями:

Равновесная концентрация Рm пропорциональна потоку ней­тронов. Равновесная концентрация самария не зависит от плотности потока нейтронов, но время достижения прямо пропорционально плотности нейтронного потока.

Накопление Рm и Sm при работе реактора на стационарной мощности происходит по экспоненциальному закону:

Отравление Sm быстро растет при увеличении С₅ до 10%, а потом изменяется очень мало.

Таблица 1.2

С5, %	0,7
q0Sm %	0,60	0,67	0,78	0,87	0,89	0,90	0,92	0,96

Потеря реактивности при отравлении Sm в любой моментвремени до установления стационарного значения определяется из соотношения:

где t сутки.

На рис. 1.13 представлена зависимость изменения концентра­ции Рm и Sm, а также потеря р_зап вследствие отравления Sm при работе реактора на стационарной мощности и после остановки.

Рис.1.13. Динамика отравления Sm.

На рис. 1.14 дана зависимость прометиевого провала от мощ­ности, на которой до остановки работал реактор.

Рис. 1.14. Зависимость максимальной глубины р_п.п от мощности реактора ТР до остановки

При остановке с любой мощности N_i на которой работал реак­тор не менее 8 суток, глубина прометиевого провала определяется соотношением:

Для реактора на тепловых нейтронах = - 0,5%

На рис. 1.15 представлены кривые прометиевых провалов для реактора на тепловых нейтронах

Рис. 1.15. Кривые прометеевых провалов реактора ТР

Время установления стационарного отравления Sm-149 мож­но оценить из соотношения:

На рис. 1.16 приведены кривые отравления Sm для ВВЭР-440.

Рис. 1.16. Стационарное отравление ВВЭР-440 самарием