Проведенный анализ переходных процессов и полученные соотношения справедливы и для случая отрицательной реактивности. Как будет показано да­лее, при ρ< 0 запаздывающие нейтроны всегда определяют спад плотности ней­тронного потока уже по прошествии малого промежутка времени после внесе­ния возмущения.

Из графиков рис. 12.1 видно, что при ρ< 0 все значения < 0. Поэтому в вы­ражении (12.38) все члены уменьшаются с течением времени. По абсолютной величине cog является наименьшим, поэтому первый член в (12.38) убывает медленней, и он определяет установившийся период.

Формула (12.59), определяющая спад плотности потока нейтронов с учетом одной средневзвешенной группы запаздывающих нейтронов, при р< 0 запишет­ся в следующем виде:

Если теперь подставить в эту формулу те же численные значения, что и в предыдущем параграфе, то при ρ= -0,003 получим

Ф/Ф_о = 0,681ехр(-0,025 t)+ 0,319 ехр(-9,4t).

На рис.12.5 это соотношение представлено графически. Пунктирные кривые 1 и 2 показывают соответственно изменения первого и второго слагаемых. Сплошная кривая представляет собой сумму этих двух членов.

Из рис.12.5 видно, что так же, как это было и в случае ρ> 0, второй член (пунктирная кривая 2) быстро убывает, и спад плотности потока определяется первой экспонентой. В данном случае второй член спадает настолько быстро, что по прошествии времени 0,5 с он составляет менее 0,3 %, а по истечении 1 с становится пренебрежимо малым.

Установившийся период реактора, согласно (12.62), при ρ< 0 равен

 Знак минус указывает на то, что плот­ность потока нейтронов падает. Установив­шийся период реактора в данном примере со­ставляет величину  с. Для тех же дан­ных в случае положительной реактивности                                                                                                                                                                   установившийся период равнялся 14,7 с. Та­ким образом, влияние запаздывающих нейтронов на переходный процесс в случае отрицательной реактивности проявляется в большей степени. На рис. 12.6 показан характер изменения плотности нейтронного потока во времени для положительной и отрицательной реактивностей.

Из этого рисунка видно, что изменение плотности потока при положительной реактивности происходит быстрее, больше первоначальный скачок, а в области уста­новившегося периода кривая идет круче, чем при отрицательной реактивности.

 Быстрый спад плотности нейтронного потока в первоначальный момент времени после скачкообразного введения отрица­тельной реактивности, так же, как и в слу­чае положительной реактивности, опреде­ляется скоростью изменения размножаю­щей способности за счет мгновенных ней­тронов. Первоначальный скачок обуслов­лен значением введенной отрицательной реактивности; он тем больше, чем больше реактивность по абсолютной вели­чине. Установившийся период определяется запаздывающими нейтронами. При этом скорость остановки реактора ограничивается группой запаздывающих нейтронов, обладающей наибольшим периодом полураспада. Из рис. 12.1 вид­но, что  при большой отрицательной реактивности по порядку величины приближается к значению , равному

В этом случае установившийся период   приближается к -80,2 с, и бо­лее быстрый останов реактора невозможен.

Скачкообразный характер уменьшения плотности нейтронного потока при быстром введении отрицательной реактивности приводит к резкому спаду теп­ловыделения в активной зоне. Это можно отнести к положительному свойству реактора, особенно при аварийной остановке. Однако последующий медленный спад свидетельствует о том, что в реакторе еще длительное время процесс де­ления может поддерживаться на таком уровне, который требует специального теплоотвода.

Следует заметить, что для большей точности расчетов берут эффективную долю запаздывающих нейтронов β_эфф [4, 7], которая может отличаться от при­нимаемой в численных примерах по влиянию запаздывающих нейтронов на скорость переходного процесса суммарной доли β. Эффективная доля β_эфф за­висит от типа реактора, она может быть как больше величины β, так и меньше.

Как отмечалось в гл. 4, средняя энергия запаздывающих нейтронов состав­ляет около 0,5 МэВ, а средняя энергия мгновенных нейтронов деления пример­но 2 МэВ. В реакторах на тепловых нейтронах это увеличивает эффективную долю запаздывающих нейтронов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Галаиин, А.Д. Введение в теорию ядерных реакторов на тепловых нейтро­нах: учеб.  пособие для вузов / А.Д. Галанин. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

-416с.

2. Глесстон, С. Основы теории ядерных реакторов: [пер. с англ.] / С. Глесстон, М. Эдлунд. - М.: Изд-во иностранной лит-ры, 1954. - 458 с.

3. Гордеев,И.В. Ядерно-физические константы: справочник / И.В.Гордеев, Д.А. Кардашев, А.В. Малышев. - М.: Госатомиздат, 1963. - 507 с.

4. Дементьев, Б.А. Кинетика и регулирование ядерных реакторов: учеб. посо­бие / Б.А. Дементьев. - М.: Атомиздат, 1973. - 292 с.

5. Климов, А.Н. Ядерная физика и ядерные реакторы: учеб. для вузов / А.Н. Климов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 352 с.

6. Мегреблиан, Р. Теория реакторов / Р. Мегреблиан, Д. Холмс. - М.: Гос­атомиздат, 1962. - 590 с.

7. Основы теории и метода расчета ядерных энергетических реакторов: учеб. пособие для вузов / Г.Г. Бартоломей, Г.А. Бать [и др.]. - М.: Энергоатомиз­дат, 1989.-512 с.

ВЛАСИЧЕВ ГЕРМАН НИКОЛАЕВИЧ

ФИЗИКА ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ

Редактор Е.В. Комарова

Технический редактор Т.П. Новикова

Компьютерный набор и верстка Г.Н. Власичев

Подписано в печать 10.11.2008. Формат 60 х 84 7₁₆. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 6,75. Уч.-изд. л. 6,0. Тираж 500 экз. Заказ 731.

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева.

Типография НГТУ.Адрес университета и полиграфического предприятия: 603950, Н.Новгород, ул. Минина, 24.

[1] Цыб, А. Новые лечебные технологии в МРНЦ РАМН / А. Цыб, Б. Бердов // Ядерное обще­ство.-2005.-С.70-71.