Neutronreflektor - en strukturell del av ett kärnvapen som omger det klyvbara materialet, eller en kärnreaktor som omger den aktiva zonen . Huvudsyftet med reflektorn är att förhindra läckage av neutroner till omgivningen. I vissa fall kan en reflektor också betecknas som en reproduktionszon .
Faktum är att reaktorer utan neutronreflektorer existerar inte. Den aktiva zonen som vilar på fundamentet har redan en reflektor åtminstone underifrån, eftersom alla ämnen reflekterar neutroner . Det är dock tydligt att effektiviteten av neutronreflektion är ju högre, desto större albedo för det reflekterande ämnet. Placering av reflektorer nära kroppen, i vars volym neutroner som genereras av någon källa diffunderar , leder till en minskning av neutronläckage. Några av de neutroner som lämnade sin volym i diffusionsprocessen när de nådde kroppens yta återvänder tillbaka, eftersom neutroner i reflektorns substans också deltar i kaotisk diffusion. De reflekterade neutronerna reflekteras återigen från den första volymen etc, vilket i första hand åtföljs av en ökning av neutronflödet vid gränsen mellan kroppen och reflektorn. En ökning av flödet vid gränspunkterna i förhållande till flödet inuti kroppen innebär en minskning av flödesgradienten vid gränsen eller i diffusionsströmmen, vilket är lika med läckaget av neutroner från en enhetsyta av kroppen per tidsenhet.
Om vi inte menar ett godtyckligt medium med en främmande källa för neutroner, utan ett avelsmedium i ett kritiskt tillstånd (se Neutronmultiplikationsfaktor ), så ökar minskningen av läckage när den är fäst vid reflektorkärnan w och försätter reaktorn i ett superkritiskt tillstånd . För att reaktorn ska bli kritisk igen vid en konstant ko , är det i sin tur nödvändigt att minska w genom att reducera härdens volym. Således är de kritiska dimensionerna för en reaktor med reflektor alltid mindre än de utan reflektor. Ur praktisk synvinkel är detta fördelaktigt. Frigörandet av energi i reaktorn är endast möjligt i ett kritiskt tillstånd. När reaktorn på grund av naturliga orsaker blir underkritisk upphör energiutsläppet och en del av reaktorns klyvbara material förblir oanvänd. Det säger sig självt att det är ändamålsenligt att göra denna del så liten som möjligt. Användningen av reflexer tjänar till viss del detta syfte.
Reflektorer för termiska och mellanliggande kärnreaktorer är gjorda av moderatorämnen . Sådana reflektorer absorberar svagt neutroner och bidrar till att de saktar ner i reaktorn. I grafit- och tungvattenreaktorer används grafit som reflektor, som det mest tillgängliga materialet med goda diffusionsegenskaper. I detta fall är kärnbesparingen ungefär lika med neutrondiffusionslängden i grafit, det vill säga cirka 50 cm.
I lättvattenreaktorer finns det som moderator alltid ett vattenlager på 10 cm eller mer mellan härden och reaktorkärlet, som fungerar som en vattenreservoar. Detta lager är redan en reflektor, vilket ger maximal ekonomi för den aktiva zonen. Därför, utanför kärlet i en vattenreaktor, är en grafitreflektor värdelös, och sådana reaktorer har inte en reflektor som en separat design. Kärnorna i vattenmodererade reaktorer sprider neutroner övervägande med hög energi snarare än termiska neutroner. Därför bestäms kärnans ekonomi av återgången av mellanliggande neutroner, delvis modererade, och i absolut värde når 7 cm.
Mellanliggande neutronreaktorer innehåller lite moderator, och neutronerna absorberas av materia innan de blir termiska. Kärnorna i dessa reaktorer sprider snabba och mellanliggande neutroner. Den bästa reflektorn för sådana neutroner är beryllium . Beryllium är också den bästa moderatorn för mellanreaktorer med små kritiska dimensioner, det vill säga reaktorer med en hög koncentration av klyvbart material i härden. Vanligt vatten är sämre än beryllium, eftersom det, på grund av en minskning av spridningstvärsnittet av väte vid energier över 0,1 MeV, är lättare för snabba neutroner att passera genom dess volym än beryllium.
Snabba neutronreaktorer bör inte innehålla ämnen som modererar neutroner, eftersom måttlighet minskar förädlingsförhållandet, vars stora värde är den huvudsakliga fysiska fördelen med en snabb reaktor framför reaktorer av andra typer. Materialet för reflektorerna i snabba neutronreaktorer är tunga 238 U eller 232 Th , som också är råmaterial för reproduktion av nya klyvbara material. Sådana reflektorer minskar naturligtvis de aktiva zonernas kritiska dimensioner, men deras huvudsakliga funktion är att ackumulera nya klyvbara material som härrör från absorptionen av neutroner som sprids av den aktiva zonen. Därför kallas de inte neutronreflektorer, utan förökningszoner .