Температурный и барометрический эффекты реактивности

В связи с большим различием температурных коэффициентов расширения воды и других материалов и в связи с гетерогенной структурой активной зоны при изменениях температуры происходит изменение состава активной зоны, главным образом изменяется отношение объема воды к объему топлива в активной зоне водо-урановое отношение

.

В реакторах ВВЭР обычно температурный коэффициент реактивности (ТКР) представляют в виде суммы двух составляющих: по температуре воды и по температуре топлива .

Уменьшение плотности воды приводит:

· к уменьшению макроскопического сечения поглощения нейтронов (положительная состав­ляющая, значение которой тем больше, чем больше концентрация борной кислоты в воде);

· к увеличению блокировки сечений поглощения нейтронов ядрами 238U (положительная составляющая, обусловленная уменьшением сечения поглощения нейтронов ядрами 238U в резонансной области энергий);

· к увеличению вероятности утечки нейтронов (отрицательная составляющая),

· к ужестчению спектра нейтронов из-за уменьшения макроскопического сечения замедления нейтронов.

При росте температуры спектр нейтронов в тепловой области также ужестчается из-за большей средней энергии теплового движения ядер среды.

Расчеты и эксперименты показывают, что всегда отрицательна для реакторов ВВЭР при низкой концентрации борной кислоты. Однако при концентрации борной кислоты в воде выше 8 г/кг становится положительной. Значение зависит от температуры воды, от концентра­ции борной кислоты и от положения компенсирующих стержней в активной зоне (рис.6.1). растет с увеличением концентрации борной кислоты и уменьшением температуры теплоносителя.

Рис. 6.1. Зависимость от концентрации борной кислоты и температуры теплоносителя при различных положениях стержней в реакторе ВВЭР-440: