Ångreaktivitetskoefficient

Ånga (tom) reaktivitetskoefficient  - ett värde som används för att bedöma effekten av ånginnehållet i kylvätskanreaktiviteten hos en kärnreaktor .

I en reaktor med flytande kylvätska, såsom vatten , kan en del av kylvätskan avdunsta och bilda ångbubblor (hålrum i kylvätskan). I kokvattenreaktorer  är detta det normala driftsättet, i dubbelkretstryckvattenreaktorer kan kokning i härden börja på grund av en olycka (se olyckan vid kärnkraftverket Three Mile Island i USA 1979). En ökning av ånghalten kan leda till både en ökning av reaktiviteten (positiv ångkoefficient) och dess minskning (negativ ångkoefficient), detta beror på de neutroniska egenskaperna.

Möjligheten att få ett annat tecken på den införda reaktiviteten beror på att vatten å ena sidan är en bra neutronmoderator , men å andra sidan en ganska stark absorbator. När kylvätskedensiteten ändras sker alltså två konkurrerande fenomen: en förändring i mediets modererande och absorberande egenskaper. Beroende på kärnans sammansättning kan den totala effekten vara både positiv och negativ. Således kan det grovt anses att ångreaktivitetskoefficienten är skillnaden mellan två signifikanta effekter: retardation och absorption.

Balansen mellan dessa processer beror i huvudsak på reaktorns utformning. Om grafit är huvudmoderatorn förändras de modererande egenskaperna praktiskt taget inte under kokning.

Reaktivitetskoefficienten bestämmer väsentligt reaktoranläggningens dynamiska egenskaper och är också en av komponenterna i effektreaktivitetskoefficienten .

Det negativa värdet på ångreaktivitetskoefficienten är gynnsamt för reaktorns självskyddande egenskaper, eftersom det betyder att med en oväntad ökning av förångningen (vilket vanligtvis är resultatet av antingen en ökning av effekten eller en minskning av kylvätskeflödet genom reaktorn), kommer den att stängas av själv. Dessutom ökar det negativa värdet av ångreaktivitetskoefficienten reaktoranläggningens neutronfysikaliska och termisk-hydrauliska stabilitet.

Ett stort absolutvärde av den negativa ångreaktivitetskoefficienten kan emellertid också spela en ogynnsam roll i kokvattenreaktorer i situationer förknippade med en kraftig minskning av ånga, eftersom i detta fall en betydande positiv reaktivitet kan införas. Sådana fall är möjliga när säkerhetssystemen utlöses (nödkylning av reaktorn) eller vid tryckökning på grund av till exempel nödstopp av turbiner.

Ett positivt värde på ångreaktivitetskoefficienten är endast tillåtet under förutsättning att den snabba effektreaktivitetskoefficienten i alla driftlägen är negativ. För moderna RBMK-reaktorer är således en reaktivitetskoefficient < +1,0 β eff tillåten .

Länkar