55 Метод на обратно умножение
Методът на обратно умножение се основава на предположението, череактивността на подкритичен реактор с източник на неутрони е обратно пропорционална на скоростта на броене на детектор, разположен в или близо до реактора. Въпреки че това предположение е съвсем очевидно, строго погледнато, то се реализира в случаите, когато точковият модел на реактора е приемлив.
Поведението на плътността на неутронния поток (мощността) на реактор с източник на неутрони във времето може да се опише с уравнението:
където: Ф0 е началната стойност на плътността на неутронния поток, K е ефективният коефициент на размножаване на неутрони,lе средният живот на генерирането на неутрони, q е мощността на външния източник на неутрони.
За критична среда за размножаване и броят на неутроните на единица обем ще варира според линейния закон
тоест в критична среда с външен източник стационарната работа е невъзможна.
В този случай мощността на реактора ще нараства по линеен закон, чийто наклон е пропорционален на мощността на външния източник на неутрони.
Очевидно е, че в свръхкритична среда броят на неутроните в единица обем също ще нараства с времето, но вече по експоненциален закон.
Въпреки това, ако средата за размножаване е подкритична, тогава в нея може да се извърши стационарен процес, тъй като изразът има асимптотично стационарно решение
освен това общият брой неутрони в единица обем на средата зависи както от мощността на външния източник, така и от степента на близост на коефициента на умножение K до единица. M стойност
се наричакоефициент на умножение.
Методът на обратно умножение се основава на предположението, че реактивността на подкритичен реактор с източник на неутрони е обратно пропорционална на скоросттаброя на детектора, разположен в реактора или близо до него:
Умножение на неутрониYiза състояние на реактора "i" може да се дефинира като съотношението на броя на неутроните в реактора в състояние "i" - Ni към броя на неутроните N0 с минимално първоначално умножение
В действителност, разбира се, ние не знаем истинския брой неутрони в реактора, а само го оценяваме от скоростта на броене на детектора или тока на йонизационните камери Ii, които са свързани с броя на неутроните чрезефективността на тези детектори() като
Тогава можем условно да приемем:
Числителят е ефективността на детектора по отношение на умножаването на вторични неутрони на делене (спектър на делене със средна енергия от около 2 MeV), а знаменателят е по отношение на неутроните източник (спектър със средна енергия от около 1 MeV).
Основният факт е, че когато се доближава до критичност, Yi клони към 1:
От решението на уравнението в посочените приближения за подкритичен реактор с източник следваобратна пропорционалностмежду броя на неутроните в реактора и неговата реактивност.
След дефиниране на концепцията за умножение се въвежда концепцията за "обратно умножение", OU=1/Y и на базата на това отношение се записва формулата за обратно умножение
.
Именно върху това съотношение е изграден „методът на обратно умножение“, който прави възможно експерименталното измерване както на реактивността (или критичността) на самия реактор, така и на реактивността на въведените в него смущения.
Методът на обратно умножение (DU) се използва за измерване навсякакви промени в реактивността на реактора.Фундаменталното заключениее, че промяната в реактивността по време на прехода на реактора от състояние "1" към състояние "2" е равна на:
Същият метод се използва за получаване наинтеграл и диференциалкалибровъчна характеристикана органа за управление чрез измерване на теглото на частите на пръта.
Този метод се основава по-специално на "претегляне" управляващи пръти в подкритични състояния.
Същият метод се използва за получаване наинтегрални и диференциални калибрационни характеристикина регулаторния орган.
Всички работи по измерване на ефективността на прътите се извършват при наближаване на критичното състояние (Keff = 0,95-0,98 и Y = 20-30), когато може да се приеме, че свойствата на подкритичните и критичните реактори са близки (това не е факт, а предположение).
Методът за безопасно достигане на критично състояние при зареждане на реакторасъщо се основава на метода на обратното умножение.
Обърнете специално внимание, че методът на обратно умножение естатичен.
Следователно, когато се измерва скоростта на броене на детекторите, е необходимо да се въздържате след всякакви смущения (1-3 минути), за да изключите влиянието на преходни процеси и да използвате не един, а поне 2 неутронни детектора по време на измерванията.
Методът за пускане на реактор с изграждането на крива на обратното броене осигурява ядрена безопасност по време на процеса на пускане и се свежда до начертаване в процеса на натоварване на реактора наобратна мултиплицационназависимост (ОУ = 1/У)
върху характеристиките на реактора, което променя параметъра на неговата критичност
(например за броя на горивните касети на горивните касети, заредени в реактора (n), върху нивото на модератора Н, върху концентрацията на борна киселина С, върху позицията на компенсиращите елементи).
Ако в процеса на зареждане на реактора се изгради зависимостта на обратната скорост на броене (Ni) от броя на заредените горивни касети, тогава е възможно да се предвиди реактивността на реакторав относителни единици.
Във всеки случай може да се твърди, че такава криваще клони към 0при приближаваненатоварване на реактора до критично.
В процеса на набиране на критична маса е препоръчително да се изградят съотношенията на скоростите на броене (начална към текуща скорост на броене - N0/Ni) на броенето.
По този начин, във връзка с измерените скорости на броене на детекторите, е възможно да се оцени степента на приближаване на реактора към критичното състояние и дори да се оцени неговата реактивност.
При зареждане на горивни касети в активната зона или при стъпаловидно изваждане на управляващите елементи (ОР) от реактора се реализира линейна зависимост на реактивността от броя на заредените касети или от височината на групата ОР.
Когато се достигне критичното състояние, скоростта на броене ще започне да нараства неограничено, докато N0/Ni ще клони към нула.