Реакторы на тепловых нейтронах

В реакторе на тепловых нейтронах большая часть делений ядер происходит нейтронами тепловых энергий (Е_n 0,065 эВ). Для того, чтобы уменьшить энергию нейтронов деления до тепловой в реакторах используют замедлители. Необходимость замедления нейтронов обусловлено тем, что эффективные сечения деления ядер топлива тепловыми нейтронами намного больше, чем сечения деления ядер топлива нейтронами больших энергий. Например, сечение деления ²³⁵ U для тепловых нейтронов составляет 585барн, а для быстрых – 1,3барна. Поэтому в тепловых реакторах используется топливо относительно небольшого обогащения. Для них характерны концентрации ядерного топлива (²³⁵ U) в активной зоне от 1 кг / м ³ до 100 кг / м ³.

В качестве замедлителей применяют графит, тяжелую и легкую воду, бериллий, органические жидкости. Тепловой реактор может работать даже на природном уране, если замедлителем является тяжелая вода или графит, обладающие хорошими замедляющими свойствами и малым сечением поглощения нейтронов. При использовании других замедлителей топливо необходимо обогащать. От степени обогащения топлива зависят критические размеры реактора, с увеличением обогащения топлива, они меньше.

Существенным недостатком этого типа реакторов является потеря нейтронов в процессе замедления и тепловых нейтронов в результате их поглощения замедлителем, теплоносителем, конструкционными материалами и продуктами деления. Поэтому особенно к конструкционным материалам активной зоны предъявляются жесткие нейтронные требования (эффективное сечение поглощения конструкционных материалов должно быть небольшим).