7. Довжина дифузії

Квадрат довжини дифузії є основним параметром, який характеризує процес дифузії нейтронів визначається по формулі

, (5.9)

де Σ_tr – макроскопічний транспортний перетин для активної зони реактора

(5.10)

8. Вік нейтронів

Вік нейтронів визначається за емпіричною формулою

, [см²] (5.11)

6. Ефективний коефіцієнт розмноження активної зони реактора

   1. Матеріального параметра критичного реактора

Ефективний коефіцієнт розмноження, що враховує витік нейтронів за межі активної зони, визначається за рівнянням

(6.1)

Критичний стан реактора досягається за умови К_эфф = 1. Необхідно визначити величину матеріального параметра, при якому забезпечується критичний стан, для чого необхідно вирішити відносно В² трансцендентне рівняння

(6.2)

Рівняння вирішується методом послідовних наближень. В якості першого наближення величини В² приймається

(6.3)

Друге й наступні наближення визначаються при підстановці значення попереднього наближення, знайденого на попередньому кроці ітерації, в праву частину рівняння

(6.4)

Ітераційний процес уточнення значення В² може бути завершено, коли буде досягнуто точності розрахунку - різниці між значеннями послідовних наближень не перевищує 4% (звичайно для цього потрібно 3-4 кроки ітерацій).

Для перевірки коректності знайденого значення В² необхідно підставити його в рівняння (6.2) і повинно бути отримано тотожність К_эфф = 1.

2. Критичні розміри реактора

Критичні розміри реактора – радіус і висота визначаються на підставі величини попередньо знайденого параметра В².

(6.5)

3. Реальні розміри активної зони

При розмірах R_* і H_* для прийнятого складу активної зони реактор буде критичний, але після нетривалої роботи, внаслідок вигорання палива він стане підкритичний та втратить працездатність. Тому для забезпечення тривалої роботи реактора потрібно мати запас реактивності, що забезпечується більшими, ніж R_* і H_* розмірами активної зони. У даному розрахунку припускаємо, що розміри активної зони будуть складати

R_аз = 2 R_* H_аз = 2 H_* (6.6)

4. Об’єм активної

Об’єм активної зони реактора складе

V_аз = π R_аз² H_аз (6.7)

5. Ефективні розміри активної зони

Ефективні розміри активної зони відрізняються від реальних на величину ефективної добавки δ_ефф = 0,701/Σ_tr

R_ефф = R_аз + δ_ефф H_ефф = H_аз + 2 δ_ефф (6.8)

6. Геометричний параметр

Геометричний параметр циліндричної активної зони визначається по формулі

(6.9)

7. Ефективний коефіцієнт розмноження

Для прийнятих розмірів активної зони ефективний коефіцієнт розмноження, який враховує витік нейтронів підчас уповільнення та дефузії складе

(6.10)

7. Теплова потужність реактора та маса ядерного пального

Теплова потужність реактора визначається величиною щільності нейтронного потоку в активній зоні реактора та масою завантаженого ядерного палива. Значення щільності нейтронного потоку для виконання розрахунків необхідно вибрати самостійно враховуючи, що у реакторах ВВЭР при роботі на номінальному рівні потужності середня щільність нейтронного потоку становить 3... 4·10¹³ нейтрон/(см² с).

Маса ядерного палива завантаженого в активну зону реактора становить

m_UO2 = V_аз ·V₀/V· ρ _UO2 (7.1)

Потужність ядерного реактора визначається по вираження

, [кВт] (7.2)