20. Физические особенности реактора рбмк; изменения, внесенные после Чернобыльской аварии.

Тяжелый замедлитель графит и вода: среднелогарифмические потеря на столкновение мало и оно хуже, чем на воде. 90 столкновений на графите, 15 - на воде. Поэтому большое количество замедлителя, но неприемлемого большого поглощения нейтронов не возникает, так как сечение захвата у графита мало. Расстояние между технологическими каналами 25-30 см. Длина свободного пробега нейтрона без столкновения очень мала, поэтому к каналу он уже подлетает тепловым. Все поглощения нейтронов происходят после замедления, когда спектр нейтронов максвелловский. Внутри канала ТВЭЛЫ расположены близко, образуя тесную решетку. Но технологические каналы в ректоре образуют разряженную решетку. В результате получаем квадратные полиячейки из которых набрана квазицилиндрическая активная зона. Пространственное распределение теплоносителя и замедлителя позволяет выбрать их рабочие параметры не зависимо друг от друга, что удобно с конструкционной и технологической точки зрения. Так как у графита слабая замедляющая способность, поэтому графитовая решетка характеризуется большим возрастом нейтронов - 90 столкновений до того, как он станет тепловым. Площадь миграции - определяется не только замедлителем но и диффузией в отличие от водных решеток.

Изменения, внесённые после аварии на ЧАЭС.

1. Увеличение обогащения до 2,4% вместо 1,8%. Растет доля захвата нейтронов в топливе. Увеличивается жесткость спектра. Повышается накопление плутония. Что приводит к увеличению поглощения на резонансах. В итоге уменьшается относительных захват тепловых нейтронов воде.

2. Установка в АЗ дополнительного поглотителя. При снижении плотности воды увеличивается длина миграции нейтронов т.к. эффективность поглощающего стержня пропорциональна площади миграции, то при увеличении площади миграции увеличивается эффективность поглотителя.

3. Переход на уран-эрбиевое топливо. В стержнях с бором есть недостаток - пик К_эф. В середине компании, распухает, выделяет энергию, так как реакция n+α. В эрбии реакция n+γ тепло рассеивается. Эрбий хороший поглотитель. Хорош при запаривании зоны. Удаление воды приводит к ужесточению спектра и соответственно поглощению на эрбии.

20. Более подробно, модернизация суз и эффекты реактивности

Основные нейтронно-физические свойства реактора следуют из особенностей принятой концепции графит/кипящая вода/малое обогащение.

1. ТОПЛИВО. Поскольку применяется Графит и в реакторе формируется мягкий спектр нейтронов то.

● Это дает возможность использовать малообогащенное топливо с обогащением около 2%. К сожалению, при этом баланс поглощения по мере выгорания топлива становится очень плохим (неустойчивым по отношению к выпариванию воды из канала): соответственно, и паровой и мощностной коэффициенты реактивности (_ и _W) – становятся просто опасными.

● Для исправления неудачного баланса и обеспечения ядерной Безопасности приходится переходить на обогащение топлива не менее 2,4%

● Это, в свою очередь, приводит к необходимости использования около 200ДП для компенсации большой избыточной реактивности свежего топлива. Но введение 200 стальных «болванок» ДП приводит к снижению выработки на 400-600 МВт и ухудшению коэффициента неравномерности.

● Выход был найден только в применении выгорающего поглотителя- эрбия (Er). Эрбий выгорает одновременно с топливом и он берет на себя функции ДП, их можно убрать из зоны.

● И из соображений безопасности (улучшение баланса поглощений) и из экономических соображений нужно и далее повышать обогащение до 2,6% и 2,8%. При этом повышается и безопасность и глубина выгорания (уже около 30 –35 МВт·сут/кг).

● Изменение _ и _W с выгоранием на эрбиевом топливе (УЭТ), как известно, не превышает слабых положительных значений 0,5 – 0,7.