Мощностной эффект реактивности

Когда теплопроводность ядерного топлива в реакторе мала (как у UO₂ в реакторах ВВЭР), то с увеличением мощности сильно изменя­ется профиль температуры в ТВЭЛ и повышается радиальная нерав­номерность ее распределения. Если на внешней поверхности топлив­ной таблетки температура составляет 350-400 °С, то в центре ТВЭЛ она достигает 1500 °С и более (в режимах нормальной эксплуатации). Здесь уже надо рассматривать характеристики мощностного эффекта реактивности (МКР), связанного с изменением температур компонентов активной зоны при изменении мощности. По существу, это – определяемая температурой топлива доплеровская составляющая температурного изменения реактивности, но поставленная в соответствие не температуре топлива, а другому аргументу – тепловой мощности реактора. При неизменной средней номинальной температуре теплоносителя изменение мощности приводит к изменению средней температуры топливной композиции. Последнее воздействует на размножающие свойства реактора, главным образом, через доплеровское изменение величины j (вероятности избежания резонансного захвата замедляющихся нейтронов). Изменение с температурой топлива величины коэффициента использования тепловых нейтронов q хотя и имеет место, но оно меньше Доплер-эффекта примерно на два порядка величины, поскольку определяется не столько температурой топлива, сколько температурой нейтронов, которая, в свою очередь, зависит не столько от температуры топлива, сколько от средней температуры замедлителя-теплоносителя в ВВЭР. Вот почему мощностное температурное изменение реактивности реактора часто называют доплеровским.

Мощностной эффект реактивности - это изменение реактивно­сти в результате изменения мощности реактора в заданном диапа­зоне при постоянной температуре на входе в реактор (изменение реактивности с изменением температуры на входе в реактор определяют как изотермический, температурный эффект реактивности).

Мощностной коэффициент реактивности ()- это изменение реактивности в результате увеличения мощности реактора на 1 % (либо на 1 МВт тепловой мощности) при постоянной температуре на входе в реактор.

Мощностной эффект реактивности зависит от выгорания топлива и его величина в начале и в конце кампании разная.

Кривые мощностного эффекта реактивности для каждого реактора в начале и конце кампании строятся отдельно, их пример приведен на рис. 6.1.2.

Рис. 6.2. Мощностные эффекты реактивности в начале и конце кампании

На рисунке 6.3 представлено изменение мощностного коэффициента реактивности на номинальном уровне мощности в зависимости от энерговыработки реактора.

a_N, %/МВт 50 100 150 200 250 300 W, эф.сут.

- 3^. 10^-4

- 6^. 10^-4

Рис. 6.3. Величина МКР реактора на номинальной мощности в различные моменты кампании