Нейтроннийпотік у реакторі без відбивача та з відбивачем

Витік нейтронів через поверхню активної зони у зовнішніх частинах реактора зменшує щільність нейтронів, що призводить до нерівномірності розподілу нейтронного потоку. Максимальне значення Ф має місце у геометричному центрі активної зони та поступово зменшується до кордонів.

Точний характер розподілу потоку залежить від форми та розмірів реактора. У гомогенному реакторі без відбивача розподіл Ф визначається для трьох осей активної зони як паралелепіпеда, для осі циліндричної активної зони- косинусоидой, для сфери виражається функцією , а радіального розподілу в циліндрі- функцією Бесселя нульового порядку. Для наближених обчислень у всіх випадках вважатимуться розподіл Ф підпорядковується закону косинуса.

Характер розподілу нейтронного потоку.

Для гетерогенних реакторів розподіл Ф теж визначається за тими ж формулами, тільки всередині стрижнів спостерігається «видавлювання» теплових.

З метою економії речовини, що ділиться реактор оточується відбивачем. При цьому загальний витік нейтронів зменшується, так як деяка частина нейтронів, що вийшли з реактора, відображається всередину активної зони. Таким чином, застосування відбивача дозволяє зменшити об'єм (масу) активної зони при збереженні постійним кеф або підвищити каф при незмінному обсязі (масі) активної зони.

Не менш важлива роль відбивача для енергетичних реакторів полягає у суттєвому вирівнюванні розподілу Ф в обсязі активної зони. Це призводить до суттєвого підвищення ФСР та енерговиділення, а отже, до підвищення потужності реактора без збільшення його габаритів.

Поява max за рахунок витоку теплових +

уповільнення швидких ввідбивач. А

швидких витік більше, ніж витік тепло

вих. Поглинання теплових у відбивачі набагато менше, ніж в активній

зоні, так як немає пального і конструкції-

Величина max Ф в відбивачі тим більше, що сильніше уповільнює відбивач і що менше L 2 активної зоні, тобто чим більше поглинає теплових нейтронів активна зона. У разі дуже хорошого відбивача max Ф, що виникає в ньому, може перевищити значення Ф центрі активної зони. Імовірність повернення нейтрона з відбивача в активну зону тим більше, що менше середня глибина, яку проникає з активної зони в відбивач до першого зіткнення, тобто що менше λs (середня довжина вільного пробігу в отражателе). Зі зменшенням λs зменшується ймовірність поглинання при його поверненні до активної зони. Чим менше λs, тим під великим сферичним кутом видна з точки першого . активна зона, тим більша ймовірність повернення в активну зону.

Окрім малої довжини розсіювання λs відбивач повинен мати мале переріз поглинання , щоб звести до мінімуму мимовільне захоплення теплових речовин у відбивача. Нарешті, через те, що швидкі, що залишають активну зону, вигідно повертати в неї вже тепловими, матеріал відбивача володіти ефективними сповільнюючими властивостями, тобто великим логарифмічним декрементом енергії на 1 зіткнення.

Тобто матеріал відбивача повинен мати високе значення комплексу

Таким чином, до матеріалу відбивача пред'являються ті ж вимоги, що і до сповільнювача. Тому застосовуються самі матеріали, тобто графіт, берилій, окис берилію, важка вода.. У разі легководяного відбивача- концентр. Сталеві листи, між якими легка вода.

Зміна критичних розмірів реактора, спричинена застосуваннямвідбивача, що враховується max, званий ефективною добавкою. Під нею розуміють зменшення половини розміру симетричного реактора внаслідок відбивача. Наприклад, для циліндричного реактора добавки внаслідок наявності бічного та торцевого відбивачів рівні:

Характеристикою речовини як відбивача є коефіцієнт відображення нейтронів-альбедо, рівний відношенню числа нейтронів, що повертаються в активну зону, до нейтронів, що падають на відбивач. Він залежить як від речовини, його товщини, а й від геометрії активної зони (циліндр, сфера тощо.).

Речовина	Альбедо
вода	0,821
важка вода	0,968
берилій	0,889
графіт	0,93

Обчислення показують, що при товщині відбивача дорівнює 1,5 довжин міграції, тобто при

, см

Відбивач за своїм впливом на критичні розміри активної зони практично не відрізняється від нескінченно товстого відбивача. Раціональна товщина відбивача не повинна перевищувати зазначеної величини (Н2О-15см; D2О-150см; Ве-40см; ВеО-50см; С-80см)- гранична ефективність відбивача при цих товщинах.

кеф реактора з відбивачем визначається за тією ж формулою, що і без відбивача:

Однак при розрахунку 2 фактичні напіврозміри активної зони збільшуються на величину ефективної добавки. Для циліндричного реактора:

(см -2 )

Де Н?=Н+2δ; Rٰٰ=R+δ

Тобто реактор у розрахунках розглядається як без відбивача, розміри якого більші за активну зону фактичного реактора на величину ефективної надбавки.

Помилка у визначенні у 20/30% дає при обчисленні кеф помилку всього в 2%.

---