СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТОРОМ - ОРГАНЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ

В случае загрузки, соответствующей критическому состоянию на нулевой мощности, на номинальной мощности реактор работать не будет. Это связано с тем, что что при работе на мощности появляются, как правило, отрицательный температурный эффект реактивности вследствие разогрева реактора, отравление ¹³⁵Хе, а через некоторое время начинает сказываться выгорание ядерного топлива и зашлаковывание реактора осколками деления. Поэтому первоначальную загрузку топлива необходимо увеличить сверх критической. Но это возможно лишь в том случае, если вместе с твэлами будут добавляться какие-то поглотители, которые потом при работе реактора на мощности по мере необходимости будут извлекаться. Для этого применяют следующие методы:

Борное регулирование. Один из наиболее простых и эффективных способов регулирования реактора (например, ВВЭР) – введение ¹⁰В, сильно поглощающего тепловые нейтроны, в теплоноситель. Меняя его концентрацию в теплоносителе, можно менять реактивность системы. Преимущество этого метода состоит в том, что поглотитель вводится равномерно по всему объему реактора, поэтому не создается перекосов в пространственных распределениях плотности нейтронов и удельного тепловыделения.

В некоторых случаях ¹⁰В (или другой поглотитель) заранее размещают в твэлах. В процессе работы реактора он выгорает, компенсируя уменьшение реактивности за счет выгорания топлива и накопления осколков деления. Такое регулирование называется регулированием с помощью выгорающего поглотителя.

Регулирующие стержни. Другой широко используемый способ регулирования реактора – применение регулирующих стержней, которые изготавливаются из хорошо поглощающих нейтроны материалов, обычно Cd или ¹⁰B. Для внесения нужной реактивности стержни располагаются в активной зоне по разному: либо погружены, либо извлечены на необходимую высоту.

Поглощающие стержни незаменимы для аварийной защиты. Цель аварийной защиты – быстрое гашение цепной реакции в ядерном реакторе, когда он обусловлен аварийной ситуацией. Поэтому к стержням аварийной защиты (стержни АЗ) предъявляют жесткие требования по скорости ввода в активную зону и по возможности большей отрицательной эффективности.