Главная >> Лекции по ядерной физике >> Геометрический параметр цилиндрического реактора без отражателя и поле тепловых нейтронов в нём

6.4.3. Выражение для геометрического параметра цилиндрической активной зоны

Это выражение получается путём подстановки решения волно­вого уравнения (6.4.7) в равенство (6.4.1). После преобразований полу­чается:

Как видим, геометрический параметр имеет размерность см^-2, а его величина обратно пропорциональна квадрату линейных размеров активной зоны реактора.
О величине геометрического параметра говорят такие цифры:
- для реактора космической спутниковой электростанции (R`≈ 6 см, H`~ 11 см) величина В_г² ≈ 0.2422 см^-2;
- для реактора морского атомохода (R` ≈ 50 см, H` ≈ 100 см)  В_г² ≈ 3.3 10^-3 см^-2;
- для реактора ВВЭР-1000 (R` = 158 см, H` = 355 см) В_г² = 3.1 10^-4 см^-2;
- для реактора РБМК-1000 (R` = 590 см, H` = 700 cм) В_г² = 3.7 10^-5 см^-2.

Падающий характер изменения величины В_г² с ростом линейных разме­ров активной зоны позволяет качественно разрешить вопрос о соотношении величин геометрического и материального параметров в некритических ре­акторах (в критических реакторах, как уже отмечалось, В_г² = В_м²).

Величина материального параметра для любого реактора определяется только составом материалов, входящих в его активную зону. Следователь­но, для гетерогенного реактора, активная зона которого состоит из одинаковых ячеек, величина материального параметра для всей активной зоны уже определена составом материалов одиночной ячейки: ведь соотношение материалов в одиночной ячейке и во всей активной зоне, составляемой из определённого числа таких ячеек, одинаково. Значит величина материаль­ного параметра от числа размещаемых в его активной зоне ячеек не зависит и в процессе загрузки топливных ячеек в активную зону не меняется.

Теперь представим себе процесс зарядки активной зоны и доведения её до критического состояния. В загруженный замедлителем реактор вна­чале вставляется центральная ТВС, затем вокруг неё размещается первый слой из 6 таких же ТВС, затем последовательно ставятся на свои места 12 ТВС второго слоя, затем - 18 ТВС третьего слоя и т.д., - до тех пор, по­ка не будет набрано критическое количество ТВС, при котором в активной зоне начинается самоподдерживающаяся цепная реакция деления.
Ясно, что в процессе доведения активной зоны до критического со­стояния растёт радиус набора активной зоны, а значит, величина геомет­рического параметра:
B_г² = (π/H`)<sup>2</sup> + (2.405/R`)²
в процессе набора критической массы будет уменьшаться. И когда активная зона достигнет критичности, величина геометрического параметра снизится до величины материального параметра.

Таким образом, получается, что в подкритическом реакторе величина геометрического параметра больше величины материального параметра, а в надкритическом (который получился бы, если бы в активную зону добавили еще одну ТВС сверх критического их количества) - наоборот - величина материального параметра стала бы больше величины геометрического параметра.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: