9.Теплоносители.

В качестве теплоносителей в реакторах используются обычная и тяжелая вода, углекислый газ и гелий, а в реакторах на быстрых нейтронах - жидкие металлы.

Основные требования к теплоносителю:

• хороший теплоотвод;

• совместимость теплоносителя с конструкционными материа­лами и ядерным топливом;

• низкая коррозионная активность, термическая и радиацион­ная стойкость;

• слабое поглощение нейтронов, а в реакторах на быстрых нитронах и низкая замедляющая способность;

• доступность и умеренная стоимость;

• невысокое давление.

Ни один теплоноситель не удовлетворяет всем требованиям, поэтому выбор теплоносителя всегда является результатом компромисса.

Вода, являясь наиболее широко используемым в энергетике теплоносителем, может выполнять функции замедлителя. Возможные сочетания материалов замедлителя и теплоносителя представлены в табл. 4.

Таблица 4.

Сочетания замедлителя и теплоносителя в ядерных реакторах

Замедлитель	Теплоноситель
	Н2О	D2O	Газ	Жидкий металл
Н2О	+	-	-	-
D2O	+	+	+	-
Графит	+	-	+	-
Отсутствует	-	-	+	+

10.Неравномерность тепловыделений в активной зоне реактора.

Если ядерное горючее равномерно распределено по объему активной зоны реактора, то распределение тепловыделения полнос­тью совпадает с распределением плотности потока нейтронов. Это обусловлено тем, что удельное тепловыделение в активной зоне, т.е. количество теплоты, выделяющейся в единице объема среды размножения, зависит от выхода реакции деления Σ_f Ф, который в свою очередь определяется концентрацией ядер делящегося материала и плотностью, нейтронного потока.

При наличии утечки нейтронов через наружную поверхность нейтронный поток в активной зоне распределен неравномерно. Максимальный поток и тепловыделение имеет место в центре активной зоны (величина плотности потока нейтронов в центре активной зоны Ф₀). Распределение потока в объеме активной зоны различной формы представлено на рис. 4.

Рис. 4. Распределение потока нейтронов в объеме активной зоны различной формы:

1 – параллелепипед Ф(х) = Ф₀ Sin(π x) / (π x), Ф(х) /Ф₀

2 – цилиндр (по радиусу) Ф(х) = Ф₀ J₀(2,405 x),

3 – сфера Ф(х) = Ф₀ Cos³(π x)

Неравномерность тепловыделения по активной зоне учитывается коэффициентами неравномерности тепловыделения, которые определя­ются как отношение максимального тепловыделения в центре к среднеинтегральной величине по радиусу, высоте или объему.

Для ректора цилиндрической формы различают коэффициенты неравномерности: по радиусу Kr, по высоте K_z и по объему активной зоны K_v. Так, для цилиндрической активной зоны без отражателя: Kr = 2,32, K_z = 1,57, K_v= 3,64.

Форма активной зоны	Коэффициент неравномерности Kv
Куб	3,88
Цилиндр	3,64
Сфера	3,29

Чем меньше коэффициент неравномерности, тем большее количество теплоты может быть получено с единицы объема активной зоны реактора.