Подставим в уравнение (12.36) вместо со установившийся период реактора
(12.41)
В соответствии с приведенными ранее пояснениями (см. п. 12.2) время l будем называть средним временем жизни мгновенных нейтронов.
Если положить, что реактивность ρ весьма мала (ρ « β), то установившийся период Ту велик. В этом случае в знаменателе под знаком суммы в уравнении (12.41) можно пренебречь единицей по сравнению с произведением . При ρ весьма малом близок к единице. С учетом этого можно записать
(12.42)
Величина представляет собой среднее время жизни запаздывающих
нейтронов, которое по порядку величины значительно больше, чем среднее время жизни мгновенных нейтронов l. Тогда, пренебрегая величиной l, получаем
Отсюда следует, что установившийся период реактора при малых значениях ρ не зависит от времени жизни мгновенных нейтронов, и скорость переходного процесса будет определяться свойствами запаздывающих нейтронов.
При больших значениях ρ время жизни мгновенных нейтронов начинает оказывать влияние на установившийся период Ту. Предположим, что ρ»β. В этом случае установившийся период реактора Tу будет настолько мал, что в уравнении (12.41) произведением по сравнению с единицей можно пренебречь. Тогда . Отсюда
Пренебрегая величиной по сравнению с величиной ρ, получаем
Это выражение совпадает с формулой (12.12), где период реактора определяется только временем жизни мгновенных нейтронов.
Для реактора на тепловых нейтронах, работающего на U235 , зависимость установившегося периода от реактивности при различных значениях l показана на рис. 12.2.
Из рисунка видно, что при малых значениях ρ величина не зависит от l. При увеличении ρ начинает сказываться влияние величины l причем для реакторов с меньшими значениями l уменьшение в этой области с ростом р происходит быстрее. Отсюда следует, что при малых значениях реактивности (в данном случае ρ ≤ 0,005 < β = 0,0064) установившийся период реактора определяется запаздывающими нейтронами независимо от времени жизни мгновенных нейтронов. При больших значениях реактивности, приближающихся к величине β, скорость переходного процесса велика и зависит от времени жизни мгновенных нейтронов. Очевидно, что этот вывод справедлив и для других типов реакторов, в частности, и для реакторов на быстрых нейтронах. Однако следует помнить, что время жизни мгновенных нейтронов в реакторах на быстрых нейтронах на несколько порядков меньше, чем в реакторах на тепловых нейтронах. В них может быть заметно меньшей и доля запаздывающих нейтронов β, в особенности, если в качестве делящегося изотопа используется Рu239 . Поэтому значение реактивности должно быть еще более ограничено.
Выражение (12.41) в литературе называют обычно уравнением «обратных часов»; а реактивность ρ, соответствующую установившемуся периоду Tу=1 ч, называют «обратным часом» [2]. Если в формулу (12.41) подставить численные значения величин и Ту положить равным 3600 с, то реактивность, соответствующая одному обратному часу, будет равна —2,3 10-5 [4]. На практике переходные процессы протекают обычно со значительно меньшим периодом, например, несколько десятков секунд, а соответствующая реактивность приблизительно на два порядка выше. Поэтому определения, связанные с обратным часом, практического использования не получили.
Дата: 2019-04-23, просмотров: 280.