Для нахождения запаса реактивности ρ в опытах необходимо измерить дρ/дh при разных уровнях h замедлителя в активной зоне, но при таких условиях, чтобы реактор при этих уровнях был критическим. Очевидно, что для этого необходимо каким-либо способом компенсировать положительную реактивность, появляющуюся при подъеме уровня теплоносителя.
Если подъем уровня теплоносителя компенсировать уменьшением радиуса, то при этом величины М2/ k∞ остаются неизменными. Тогда опыт проводят следующим образом. Определяют критический уровень замедлителя в исходном реакторе hкр1 при rкр1 и измеряют дρ/дh вблизи hкр1. Критический уровень hкр1 определяют с помощью реактиметра, а величину дρ/дh измеряют, например, по асимптотическому периоду удвоения мощности при изменениях уровня замедлителя вблизи hкр1. Затем сливают замедлитель, уменьшают радиус критической сборки, вновь заливают замедлитель до критического уровня hкр2 и измеряют дρ/дh. Измеренные дρ(hкр)/ дh позволяют вычислить ρ по (10.17) при заданных уровнях замедлителя h2.
Запаса реактивности можно вычислить и по (10.18). Действительно, если построить найденные (дρ/дh)-1/3 в зависимости от hкр, то можно по наклону прямой найти отношение М2/ k∞, а экстраполируя (дρ/дh)-1/3 к нулю – экстраполированную добавку дh [см. (10.16)]. Конечно, величина дh может зависеть от hкр. Однако, как показали опыты, эта зависимость слабая и обычно [дρ(hкр)/ дh] –1/3 имеет линейный характер.
Если, например, в опытах не реализуется линейная зависимость, то могут быть выполнены дополнительные измерения, которые дают возможность найти величины дh и дr. Напомним, что в цилиндрическом реакторе (опять же в одно-групповом диффузионном приближении) потоки нейтронов в зависимости от координат представляются в виде
(10.19)
Измерив потоки нейтронов в зависимости от z и r в активной зоне, например с помощью активационных детекторов, и подогнав измеренные распределения методом наименьших квадратов к функциям (10.19), можно найти дh и дr, а также и В20 по (10.14). Эти данные позволяют проверить постоянство М2 и k∞ и использовать измеренные дh при вычислении М2/ k∞ и ρ.
Таким образом, имеется возможность определить запас реактивности реактора, в котором уровень замедлителя выше критического (h2). Если теперь в реактор ввести компенсирующие стержни так, чтобы он стал критическим при h = h2, то эффективность этих стержней как раз и скомпенсирует этот запас реактивности.
Следует отметить, что найденный указанным способом запас реактивности оказывается настолько же приближенным, насколько приближенной является диффузионная теория. Поэтому целесообразно полученные результаты сопоставлять с рассчитанными по адекватной модели. Тогда наблюдаемые различия между расчетом и экспериментом могут быть использованы для корректировки расчетных параметров проектируемого реактора.
Проанализированный выше метод над критической достройки для определения запаса реактивности можно модернизировать. Дело в том, что скомпенсировать избыточную реактивность при подъеме замедлителя можно не только за счет уменьшения радиуса, но и многими другими путями, например за счет отравления теплоносителя борной кислотой, размещения кадмиевых полос между кассетами, замещения части твэлов поглощающими стерженьками и т.д. И здесь, чтобы сохранить разработанный выше алгоритм определения запаса реактивности, необходимо убедиться, что дρ(hкр)/ дh будет иметь те же значения, что и при компенсации избыточной реактивности за счет уменьшения радиуса критической сборки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.