О понятии «коэффициент размножения на запаздывающих нейтронах»

14.12.2022 2022 - №04 Подготовка кадров

А.Г. Юферов

https://doi.org/10.26583/npe.2022.4.12

Рассматриваются методические вопросы, связанные с понятийным и терминологическим аппаратом динамики ядерных реакторов. На основе элементарного анализа стандартных уравнений динамики ЯР показано, что коэффициент размножения запаздывающих нейтронов (ЗН) в форме kзн = βkэф, произведение «эффективной доли запаздывающих нейтронов» на коэффициент размножения популяции, не имеет физического смысла. Данная некорректность обусловлена тем, что параметр β не выражает фактическую долю ЗН в популяции. Непосредственно из уравнений переноса следует, что в переходных режимах скорость генерации ЗН и, следовательно, их доля в популяции являются переменными величинами. Понятие коэффициента размножения как отношения скоростей генерации и потери частиц неприменимо к запаздывающим нейтронам, поскольку уравнения переноса не описывают процессы поглощения и утечки ЗН. В этой связи предложен ряд содержательных и терминологических уточнений рассматриваемых понятий. Рассмотрены возможные определения параметров kэф, kмн, kзн во взаимосвязи с другими параметрами динамики ЯР. Представлены альтернативные возможности отражения вклада ЗН в динамику полной популяции нейтронов. Сопоставлены варианты определения коэффициента размножения на основе описания динамики ЯР в терминах поколений и баланса скоростей процессов. Показана нетождественность коэффициентов размножения, фигурирующих в модели поколений и в модели скоростей.

Ссылки

1. Крупенников В.П. Эксплуатационные вопросы физики реакторов ВВЭР-440. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 80 с.
2. Marguet S. The Physics of Nuclear Reactors. – Springer, 2017. – 1462 p.
3. Белозеров В.И., Жук М.М., Кузина Ю.А., Терновых М.Ю. Физика и эксплуатационные режимы реактора ВВЭР-1000. – М.: НИЯУ МИФИ, 2014. – 288 с.
4. Попов А.К. Основы управления ядерным реактором. – М.: МГУ, 2012. – 208 с.
5. Саркисов А.А., Пучков В.Н. Нейтронно-физические процессы в быстрых реакторах с тяжелыми жидкометаллическими теплоносителями. – М.: Наука, 2011. – 168 с.
6. Владимиров В.И. Физика ядерных реакторов: Практические задачи по их эксплуатации. – М.: ЛИБРОКОМ, 2009. – 480 с.
7. Юркевич Г.П. Системы управления энергетическими реакторами. – М.: ЭЛЕКС-КМ, 2001. – 344 с.
8. Саркисов А.А., Пучков В.Н. Физика переходных процессов в ядерных реакторах. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 264 с.
9. Емельянов И.Я., Ефанов А.И., Константинов Л.В. Научно-технические основы управления ядерными реакторами. – М.: Энергоиздат, 1981. – 360 с.
10. Судэк Г., Кэмпбелл Э. Элементарная теория котла. // УФН. – 1950. – Т. 42. – С. 93-156. DOI: 10.3367/UFNr.0042.195009g.0093 .
11. Глоссарий МАГАТЭ по вопросам безопасности. – МАГАТЭ, 2007. – 295 с.
12. НП-063-05 Правила ядерной безопасности для объектов ядерного топливного цикла. – М.: Ростехнадзор, 2005. – 21 с.
13. McLaughlin T.P., Monahan S.P., Pruvost N.L., Frolov V.V., Ryazanov B.G., Sviridov V.I. A Review of Criticality Accidents. – Los Alamos National Laboratory, LA-13638. 2000. – 158 p.
14. Глоссарий атомных терминов. – Обнинск: ФЭИ, 1991. – 72 с.
15. Колесов В.Ф. Истоки неточностей в реактивности, определяемой с помощью обращенного решения уравнений кинетики. // ВАНТ. Серия: «Физика ядерных реакторов». – 2013. – Вып. 3. – С. 30-45.
16. 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 .
17. 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 .
18. Кузьмин А.М. Основы теории критичности, методы расчёта и возмущение реактивности реактора. – М.: МИФИ, 2008 – 156 с.
19. Селезнев Е.Ф. Кинетика реакторов на быстрых нейтронах. – М.: Наука, 2013. – 239 с.
20. Белл Д., Глесстон С. Теория ядерных реакторов. – М.: Атомиздат, 1974. – 489с.
21. Критичность реактора и условия её реализации. Электронный ресурс: portal.tpu.ru (дата доступа 23.07.2022).
22. Physics and kinetics of TRIGA reactors. Электронный ресурс: https://ansn.iaea.org/Common/documents/Training/ TRIGA Reactors (Safety and Technology)/pdf/chapter2.pdf (дата доступа 23.07.2022).

динамика ядерного реактора коэффициент размножения запаздывающих нейтронов

Ссылка для цитирования статьи: Юферов А.Г. О понятии «коэффициент размножения на запаздывающих нейтронах». // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2022. – № 4. – С. 134-146. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2022.4.12 .