En termisk neutronreaktor är en kärnreaktor som använder neutroner från den termiska delen av energispektrumet - det " termiska spektrumet " för att upprätthålla en kärnkedjereaktion . Användningen av termiska spektrumneutroner är fördelaktigt eftersom tvärsnittet för interaktionen av 235 U kärnor med neutroner involverade i kedjereaktionen ökar när neutronenergin minskar, medan 238 U kärnor förblir konstant vid låga energier. Som ett resultat är en självuppehållande reaktion med naturligt uran, där det bara finns 0,7 % av den klyvbara isotopen 235 U, omöjlig på snabba neutroner (klyvningsspektrum) och är möjlig på långsamma (termiska) sådana.
Kärnan i en termisk neutronreaktor består av en moderator , kärnbränsle , kylvätska och konstruktionsmaterial. Uranisotoperna 235 U och 233 U, samt plutoniumisotop 239 Pu kan användas som bränsle . Kärnreaktorer på termiska eller snabba neutroner beskrivs i den första approximationen av samma grundläggande dynamiklagar. I denna approximation är den viktigaste skillnaden mellan snabba och termiska reaktorer neutronmultiplikationshastigheten. Neutrongenereringslivslängden (den genomsnittliga tiden som krävs för neutronreproduktion i en reaktor) i en sådan reaktor är cirka 10 −3 s, eftersom neutroner, innan de orsakar klyvning, bromsas kraftigt, och diffunderar sedan vid termiska energier [1] . För att minska belastningen av kärnbränsle i termiska neutronreaktorer används konstruktionsmaterial med litet tvärsnitt för radiativ neutroninfångning . Dessa inkluderar aluminium , magnesium , zirkonium , etc. Små förluster av neutroner i moderatorn och konstruktionsmaterial gör det möjligt att använda naturligt och svagt anrikat uran som kärnbränsle för termiska neutronreaktorer .
För konstruktioner av kraftfulla kraftreaktorer är det inte alltid möjligt att välja lämpliga material med ett litet absorptionstvärsnitt. Ofta är skal, kanaler och andra delar av reaktorstrukturen gjorda av material som absorberar neutroner intensivt, såsom rostfritt stål , och ytterligare förluster av termiska neutroner i konstruktionsmaterial kompenseras genom att använda höganrikat uran - upp till mer än 10 %.
I termiska neutronreaktorer är absorptionen av neutroner av fissionsprodukter mycket betydande, för att kompensera för vilket en viss massa kärnbränsle tillförs kärnan innan kampanjen startar. Denna tillsats ökar med tillväxten av kampanjen och reaktorns specifika kraft.
Termiska reaktorer är indelade i homogena och heterogena [2] .