Контроль работы энергетического ядерного реактора, страница 3

Затем, когда плотность нейтронов возрастает на несколько порядков, в работу включаются ионизационные камеры, причем в зависимости oт уровня плотности используются разные камеры. В области, где относительные плотности нейтронов еще сравнительно невелики, устанавливаются так называемые компенсированные ионизационные камеры. Это связано с тем, что в этой области g-фон может не только быть соизмерим с потоком нейтронов, но и превышать его, а компенсированные ионизационные камеры пропускают сигнал, пропорциональный только плотности нейтронов. В области рабочих мощностей используются обычные ионизационные камеры, так как g-фон по сравнению с сигналом от потока нейтронов несоизмеримо мал.

Диапазон пуска охватывает область выхода реактора из подкритического состояния в критическое. Выход осуществляется путем «осторожного» изменения реактивности от отрицательно­го значения до значения, соответствующего критическому состоянию. Слово «осторожного» взято в кавычки потому, что этот режим работы является наиболее ответственным с точки зре­ния безопасности. В этой области плотность нейтронов сравните­льно мала и статистическая точность нейтронных детекторов минимальна. Момент выхода из подкритического состояния в кри­тическое сам по себе весьма важен, так как дальнейшее приращение реактивности выводит реактор в надкритическое состояние.

Уровень изменения плотности нейтронов в диапазоне пуска, как, впрочем, и в последующих режимах, показан достаточно условно. Он зависит от скорости выхода из подкритического состояния в критическое. Чем быстрее идeт приращение реактивности, тем при меньшей плотности нейтронов реактор достигает критического состояния. Плотность нейтронов, при которой реактор достигает критического состояния, зависит от глубины подкритичности, определяющей плотносгь нейтpoнoв в подкритическом состоянии.

По достижении реактором критического состояния задается избыточная реактивность Dk, которая на всем протяжении разгона реактора должна оставаться меньше b. В этой области особенно тщательно должен контролироваться период реактора, ибо защиты по уровню плотности нейтронов еще практически нет. Минималь­ный период в этой области составляет обычно несколько десятков секунд. В эксплуатационной практике это еще зависит и от степени изученности аппарата. Реактор, пускаемый впервые, разгоняется с большей осторожностью, чем при повторных пусках. Более того, для освоенных реакторов допускается пуск и разгон реактора «вслепую» по отработанным программам.

Область рабочих режимов охватывает обычно плотность нейтронов, соответствующую работе реактора на мощности от нескольких процентов номинальной до 100%. В этой области наряду с защитой по периоду реактора осуществляется срав­нительно надежная защита по уровню мощности. Кроме того, здесь начинает проявлять себя обратная температурная связь по реактивности. По мере повышения мощности увеличивается температура в активной зоне и при отрицательном температур­ном коэффициенте избыточная реактивность уменьшается. Соответвующее поддержание избыточной реактивности при до­ведении уровня мощности до номинальной осуществляется с помощью механической системы регулирования. Дальнейшая работа в стационарном режиме ведется при поддержании Dk =0.

Показания нейтронных детекторов во всех диапазонах, и особенно в рабочей области, должны быть связаны с мощ­ностью реактора. Эта связь устанавливается специальной градуировкой нейтронных детекторов. В зависимости от плот­ности потока нейтронов используются различные способы градуировки. В области низких значений плотности нейтронов, при так называемых нулевых мощностях, когда подогрев теплоносителя практически отсутствует, широко используется способ, основанный на активации металлических фольг. Он состоит в том, что в активную зону вводятся тонкие мегаллические фольги или проволочки, которые облучаются потоком нейтронов строго определенное время. После их извлечения измеряется наведенная активность, пропорциональ­ная интегральному потоку нейгронов в том месте, где размещалась фольга. Связь активности фольги с потоком нейтронов определяется сравнением со специальным калиб­ровочным источником нейтронов.