Лаборатория нейтронной физики им. И.М. Франка

Группа ядерной безопасности

руководитель — Ю.Н. Пепелышев

Дата и время: среда, 6 февраля 2019 г., в 10:30

Место: Конференц-зал, Лаборатория нейтронной физики им. И.М. Франка

Тема семинара: «О несоответствии классической кинетики реактора физики цепной реакции»

Докладчик: Ошканов Николай Николаевич (Профессор кафедры Атомных станций и возобновляемых источников энергии УрФУ)

Аннотация:

Cправочная информация. В классической теории кинетики ядерного реактора введение малейшего скачка реактивности приводит к неограниченному экспоненциальному увеличению мощности реактора. Целью данного исследования является установление природы такого явления. Методы: теоретическое исследование основано на физике реакции деления цепи в виде последовательности циклов, каждый цикл которых инициируется нейтронами предыдущего цикла. Метод исследования заключается в определении изменения выходной плотности нейтронов в последовательности циклов под действием скачка реактивности.
Результаты. Установлено, что время жизни запаздывающих нейтронов не превышает продолжительности цикла, в котором они родились. Это принципиально отличается от классического утверждения, что это время велико (несколько десятков тысяч циклов). Получены уравнения кинетики последовательности циклов цепных реакций. Решение этих уравнений для скачка реактивности менее эффективной доли запаздывающих нейтронов показывает ограничение плотности нейтронов стабильным уровнем, а не неограниченный рост. Установлено, что это ограничение обусловлено ранее неизвестной обратной связью по скорости изменения плотности предшественников запаздывающих нейтронов.
Выводы. Анализ решения полученных кинетических уравнений и того факта, что время жизни запаздывающих нейтронов не превышает время жизни цикла, в котором они генерируются, позволяет сделать вывод о наличии ранее неизвестной обратной связи относительно скорости изменения плотности предшественников запаздывающих нейтронов. Эта обратная связь приводит к саморегуляции мощности реактора при введении положительной реактивности менее эффективной доли задержанных нейтронов. Результаты исследования указывают на необходимость пересмотра классической теории кинетики ядерного реактора.