Ядерный температурный коэффициент реактивности

(ЯТКР)

Для удобства анализа температурный коэффициент реактив­ности обычно разделяют на три части: Ядерный температурный ко­эффициент (ЯТК), определяемый влиянием температуры на эффек­тивные сечения, плотностной температурный коэффициент (ПТК), связанный с изменением плотности материалов активной зоны, и объемный температурный коэффициент, зависящий от изменения объема реактора в целом.

Для анализа ЯТКР разделим на 2 составляющие:

1) эффект, обусловленный изменением температуры замедлителя (Т₃), приводящий к изменению жесткости спектра тепловых нейтронов;

2) эффект, обусловленный изменением температуры топлива, при­водящий к доплеровскому уширению резонансных пиков. Первая составляющая связана с изменением энергии нейтро­нов, находящихся в тепловом равновесии с размножающей средой. Увеличение температуры среды (основное значение Т_зам) приводит к смещению спектра тепловых нейтронов в сторону более высоких энергий, сечения уменьшаются, поглощение уменьшается. Вследствие увеличения энергии Е_с с ростом Т сокращается интервал замед­ления нейтронов (E_f - E_c)

Вторая составляющая ЯТКР относится к промежуточной об­ласти энергий и не связана с распределением тепловых нейтронов по энергиям. Чем выше Т, тем больше понижение и уширение резо­нансного пика, что приводит к возрастанию наблюдаемых сечений на крылья резонанса.

Доплер— эффект оказывает влияние только на ср. В динамиче­ском отношении эти эффекты далеко не равнозначны, так как Доп­лер-эффект определяется только Т топлива, а смещение спектра Т_зам

Приведем анализ составляющих ЯТКР. В основном два эффекта:

Известно, что j гетерогенных реакторов определяется не ис­тинным, а эффективным интегралом, блокированная часть которого существенно зависит от температуры. Количественно эта зависимость определяется коэффициентом пропорциональности K:

Поэтому с повышением температуры

Зависимость коэффициента использования тепловых нейтро­нов от температуры удобно проанализировать, рассматривая ячей­ку, состоящую только из топлива и замедлителя.

Относительное поглощение нейтронов в замедлителе характе­ризуется параметром уменьшается пропорционально 1/V, а Следовательно, при разогреве увеличивается отно­сительное поглощение нейтронов в замедлителе, что уменьшает q.

Рассматриваемый эффект может быть особенно велик в реак­торах с плутониевым топливом, у которого f заметно отклоняется от единицы.

Вследствие уменьшения сечений поглощения с ростом темпе­ратуры замедлителя неравномерность в распределении потока тепловых нейтронов по ячейке уменьшается.

Уменьшение приводит к увеличению q примерно на 4% приводит к уменьшению q примерно на 2%.

Поэтому величина и для гетерогенных реакторов колеблется в пределах (2-5) 10^-5 1/°С.

С увеличением Т_н.г уменьшается (незначительно) возраст ней­тронов и увеличивается длина диффузии. Однако обычно длина диффузии изменяется сильнее, чем возраст, поэтому

Увеличение температуры нейтронного газа (Т_нг) приводит к увеличению длины диффузии в отражателе. В результате возрастает эффективная добавка и уменьшается геометрический параметр.

Следовательно,

Следует отметить, что при рассмотрении ЯТКР необходимо учитывать изменение поглощения нейтронов в Хе, Sm и т.д., изме­нение эффективности СУЗ.