Пусковой источник нейтронов - Startup neutron source

Схема регулирующего стержня реактора типа РБМК ; синий = пусковые источники нейтронов (12), желтый = укороченные регулирующие стержни со дна реактора (32), серый = напорные трубки (1661), зеленый = регулирующие стержни (167), красный = стержни автоматического управления (12)

Пусковой источник нейтронов - это источник нейтронов, используемый для стабильного и надежного инициирования цепной ядерной реакции в ядерных реакторах , когда они загружены свежим ядерным топливом , нейтронный поток которого от спонтанного деления недостаточен для надежного запуска, или после длительных периодов простоя. Источники нейтронов обеспечивают постоянную минимальную заселенность нейтронов в активной зоне реактора, достаточную для плавного пуска. Без них реактор может испытывать быстрые скачки мощности во время запуска из состояния со слишком небольшим количеством самогенерируемых нейтронов (новая активная зона или после длительного останова).

Источники запуска обычно вставляются на регулярных расстояниях внутри активной зоны реактора вместо некоторых топливных стержней .

Источники важны для безопасного запуска реактора. Спонтанное деление и космические лучи служат слабыми источниками нейтронов, но они слишком слабы, чтобы приборы реактора могли их обнаружить; их использование может привести к «слепому» запуску, что является потенциально опасным состоянием. Поэтому источники расположены таким образом, чтобы создаваемый ими нейтронный поток всегда можно было обнаружить с помощью приборов контроля реактора. Когда реактор находится в остановленном состоянии, источники нейтронов служат для подачи сигналов нейтронным детекторам, контролирующим реактор, чтобы гарантировать их работоспособность. Равновесный уровень нейтронного потока в подкритическом реакторе зависит от мощности источника нейтронов; поэтому должен быть обеспечен определенный минимальный уровень активности источника, чтобы поддерживать контроль над реактором в сильно подкритическом состоянии, а именно во время пусков.

Источники могут быть двух типов:

При использовании первичных источников плутоний-238 / бериллий они могут быть прикреплены к регулирующим стержням, которые извлекаются из реактора при включении его питания, или покрыты кадмиевым сплавом, непрозрачным для тепловых нейтронов (уменьшая трансмутацию плутония-238). 238 путем захвата нейтронов), но прозрачной для быстрых нейтронов, создаваемых источником.

  • Вторичные источники , изначально инертные, становятся радиоактивными и вырабатывают нейтроны только после активации нейтронов в реакторе. Благодаря этому они, как правило, дешевле. Воздействие тепловых нейтронов также служит для поддержания активности источника (радиоактивные изотопы сжигаются и генерируются в потоке нейтронов).
    • Sb - источник
    фотонейтронов Be ; сурьма становится радиоактивной в реакторе, и ее сильное гамма-излучение (1,7 МэВ для 124 Sb) взаимодействует с бериллием-9 по реакции (γ, n) и дает фотонейтроны . В реакторе PWR один стержень источника нейтронов содержит 160 граммов сурьмы и остается в реакторе в течение 5-7 лет. Источники часто представляют собой стержень из сурьмы, окруженный слоем бериллия и плакированный нержавеющей сталью . Также можно использовать сурьмяно-бериллиевый сплав .

Цепная реакция в первом критическом реакторе КР-1 была инициирована радий-бериллиевым источником нейтронов. Аналогичным образом, в современных реакторах (после запуска) испускания запаздывающих нейтронов из продуктов деления достаточно для поддержания реакции усиления, обеспечивая при этом контролируемое время роста. Для сравнения: бомба основана на немедленных нейтронах и экспоненциально растет за наносекунды.

Ссылки