О понятии «эффективная доля запаздывающих нейтронов»

20.06.2022 2022 - №02 Подготовка кадров

А.Г. Юферов

https://doi.org/10.26583/npe.2022.2.16

Рассматриваются методические вопросы, связанные с понятийным и терминологическим аппаратом динамики ядерных реакторов. На основании элементарного анализа стандартных уравнений точечной кинетики ЯР показана необходимость уточнения физического смысла входящего в уравнения параметра β, который традиционно трактуется как «эффективная доля запаздывающих нейтронов» (ЭДЗН). Непосредственно из уравнений кинетики следует, что параметр β, фигурирующий в этих уравнениях как ЭДЗН, есть, с точки зрения баланса нейтронов, доля мгновенных нейтронов (МН), потребляемых на генерацию предшественников запаздывающих нейтронов (ПЗН), а с точки зрения баланса ПЗН – выход ПЗН на один мгновенный нейтрон в единичном акте деления. С учётом этих трактовок рассмотрена роль параметра β в ситуациях, связанных с его корректировкой путём умножения на «фактор ценности запаздывающих нейтронов (ЗН)» и с установлением фактических долей мгновенных и запаздывающих нейтронов. В частности, показано, что

– часто используемое в задачах анализа динамики ЯР в качестве исходного положения утверждение «если доля запаздывающих нейтронов равна β, то доля мгновенных равна 1 – β» нельзя полагать применимым к любым состояниям реактора;

– увеличение параметра β путём умножения на «фактор ценности ЗН» приводит, вопреки традиционным трактовкам, не к увеличению, а к уменьшению репродукции нейтронов в надкритическом реакторе. Предлагаемые уточнения целесообразны как с точки зрения более адекватного описания процессов в ЯР, так и применительно к формулировкам требований ядерной безопасности.

Ссылки

1. Bahman Z. Neutronic Analysis for Nuclear Reactor Systems. – Springer, 2019. – 672 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-04906-5 .
2. Kerlin T.W., Upadhyaya B.R. Dynamics and Control of Nuclear Reactors. – Academic Press, 2019. – 402 p. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-815261-4.00011-1 .
3. Marguet S. The Physics of Nuclear Reactors. – Springer, 2017. – 1462 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-59560-3 .
4. Селезнев Е.Ф. Кинетика реакторов на быстрых нейтронах. – М.: Наука, 2013. 239 с.
5. Попов А.К. Основы управления ядерным реактором. – М.: МГУ, 2012. – 208 с.
6. Саркисов А. А., Пучков В. Н. Нейтронно-физические процессы в быстрых реакторах с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями. – М.: Наука, 2011. – 168 с.
7. Владимиров В.И. Физика ядерных реакторов: Практические задачи по их эксплуатации. – М.: ЛИБРОКОМ, 2009. – 480 с.
8. Халимончук В.А. Динамика реактора с распределенными параметрами в исследованиях переходных режимов эксплуатации ВВЭР и РБМК. – Киев: Основа, 2008. – 228 с. DOI: https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/40/108/40108236.pdf .
9. Юркевич Г.П. Системы управления энергетическими реакторами. - М.: ЭЛЕКС-КМ, 2001. – 344 с.
10. Мерзликин Г.Я. Основы теории ядерных реакторов. Курс для эксплуатационного персонала АЭС. Севастополь: СИЯЭиП, 2001. – 343 с.
11. Колесов В.Ф., Леппик П.А., Павлов С.П., Плютинский В.И., Сабаев Е.Ф., Торлин Б.З., Шевелёв Я.В. Динамика ядерных реакторов. – М. : Энергоатомиздат, 1990. – 516 с.
12. Дементьев Б.А. Кинетика и регулирование ядерных реакторов. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 272 с.
13. Саркисов А.А., Пучков В.Н. Физика переходных процессов в ядерных реакторах. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 264 с.
14. Бартоломей Г.Г., Бать Г.А., Байбаков В.Д., Алхутов М.С. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов. – М.: Энергоиздат, 1982. – 512 с.
15. Емельянов И.Я., Ефанов А.И., Константинов Л.В. Научно-технические основы управления ядерными реакторами. – М.: Энергоиздат, 1981. – 360 с.
16. Белл Д., Глесстон С. Теория ядерных реакторов. – М.: Атомиздат, 1974. – 489с.
17. Lewins J. Nuclear Reactor Kinetics and Control. Pergamon Press, 1978. – 275 p.
18. Akcasu Z., Lellouche G.S., Shotkin L.M. Mathematical Methods in Nuclear Reactor Dynamics. – Academic Press, 1971. – 465 p.
19. Физика ядерных реакторов. – М.: Атомиздат, 1964. 384 с.
20. Глесстон С., Эдлунд М. Основы теории ядерных реакторов. – М.: Издательство иностранной литературы, 1954. – 458 с.
21. Тошинский Г.И., Булавин П.Е. К расчету относительной ценности запаздывающих нейтронов в реакторе. // Атомная энергия. – 1967. – Т. 23. Вып. 2. С. 146-147. Электронный ресурс: http://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t23-2_1967/go,0/ (дата доступа 01.12.2021).
22. Юферов А.Г. О понятии «мгновенная критичность». // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2021. – № 4. – С. 135-145. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2021.4.12 .

динамика ядерного реактора эффективная доля запаздывающих нейтронов

Ссылка для цитирования статьи: Юферов А.Г. О понятии «эффективная доля запаздывающих нейтронов». // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2022. – № 2. – С. 174-182. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2022.2.16 .