Способ измерения эффективности органов регулирования ядерного реактора Советский патент 1985 года по МПК G21C17/00 

1 .

Изобретение относится к области ядерной техники, а конкретно к спосо бам измерения эффективности органов регулирования ядерного реактора.

Известен способ измерения эффективности органов регулирования ядерного реактора посредством измерения асимптотического периода реактора СО.

Способ заключается в измерении положительного асимптотического периода, возникающего при вьшедении исследуемого органа регулирования из критического реактора, и:определения эффективности органа регулирования из соотношения между периодом и реактивностью - уравнения обратных часов. Нижний предел измеряемой реактивности определяется флуктуациями уровня мощности и составляет примерно 0,01/3gf{ , верхний ограничен соображениями ядерной безопасности и составляет менее 0,5/3eff. Измерение полной эффективности органа регулирования, которая превышает 0, , проводят последовательно посредством его вьгоедения из реактора частями в указанных пределах изменения реактивности с компенсацией избытка реактивности введением других органов регулирования что приводит к изменению пространствЪнно-энергетического распределения нейтронов в реакторе, интерференции между стержнями и, как следствие этого, к ошибке в измеряемом значении зф фективности рргана регулирования.

Известен способ измерения эффективности органов регулирования ядерного реактора на основе определения реактивности реактора путем обращенного решения уравнения кинетики реактора в точечной модели .2. Эффективность органа регулирования определяется как разность измеренных значений реактив.ности реактора до и после введения органа регулирования в реактор. Измерение реактивности заключается в регистрации скорости счета нейтронного детектора через малые интервалы времени и определении реактивности из соотношения между реактивностью реактора и скоростью счета детектора - обращенного решения уравнений кинетики. Однако результаты измерения реактивности зависят от взаимного расположения

088540 .

детектора и исследуемого органа регулирования, спектральной чувствительности детектора, времени после окончания перемещения и скорости пере5 мещения органа регулирования. Эти пространственные эффекты обусловлены изменением пространственно-энергетического распределения нейтронов в реакторе при введении в него органа

10 регулирования. Точечная же модель кинетики основана на предложении неизвестности указанного распределения нейтронов до, во время и после ввода органа регулирования в реактор.

15 Пространственные эффекты приводят к изменению эффективности детектора (показание детектора на один нейтрон деления в реакторе ) при вводе органа регулирования в реактор, и, как

20 следствие, к значительным ошибкам в определении эффективности органов регулирования, которые увеличиваются с увеличением эффективности исследуемого органа регули25 рования или группы органов регулирования.

Наиболее близким по технической сущности к описываемому, является способ измерения эффективности ор30 га.нов регулирования ядерного реактора, включающий введение исследуе-мого органа регулирования в критический реактор, вьщержку в нем и определение эффективности органа регулирования из отношения измеренных Детектором уровней мощности реактора sj.

. В данном способе орган регулирования или группа органов вводится (сбрасьшается ) в критический реактор.Величина эффективности органа регулирования определяется из отношения n(t)/n(0) измеренных детектором уровней мощности реактора спустя время- -t после и до сброса

органа регулирования в реактор. Зависимость отношения n(t)/n(0) от эффективности сбрасьшаемого органа . регулирования-определяется из расчета.

Однако существующий способ измерения имеет недостатки.

Использование уравнений кинетики точечного реактора, на которых основан описанный способ измерения, подразумевает, что пространственно-энергетическое распределение нейтронов, имеющееся в критическом реакторе, не изменяется после сброса органа регулирования (в подкритическом реакторе ). Однако значительные возмущения указанного распр деления нейтронов приводят к изменению эффективности детектора и, как следствие, к большим погрешностям измерения эффективности органа регулирования способом сброса. Погрешность измерения возрастает с увеличением эффективности сбрасьюаемого органа1 регулирования или группы органов. . Цель изобретения - повышение точности измерений эффективности органов регулирования путем устранения изменения эффективности детек тора . Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения эффективности органов регулирования ядер ного реактора, включающем введение .исследуемого органа регулирования в критический реактор, вьщержку в нем и определение эффективности орг на регулирования из отношения изме ренных детектором уровней мощности реактора, исследуемый орган регулир вания после введения в критический реактор и выдержки в нем вьшодят из реактора и эффективность органа рег лирования определяютиз отношения измеренных детектором уровней мощности реактора в критическом состоя нии после вьшода органа регулирования из реактора и до вьшода органа регулирования в реактор. Сущность способа заключается в том, что при измерениях детектором уровней мощности реактора до ввода в него и после вьшода из него иссле дуемого органа регулирования реакто находится в критическом состоянии с одним и тем же пространственноэнергетическим распределением нейтронов, что обуславливает отсутствие пространственных эффектов и неизменность эффективности детектора и приводит к повышению точности измерений. В данном способе для определения эффективности органов регулирования ядерного реактора из отношения , измеренных детектором уровней мощности критического реактора после вьюода органа регулирования из реактора и до ввода органа регулиров ния в реактор необходимо знать завис мость названного отношения от эффективности вводимого органа регулирования J)Q при времени ввода органа регулирования в реактор ТГ, времени выдержки органа регулирования в реакторе t и времени вьшода органа регулирования из реактора 1) , которая определяется из расчета. Например, при мгновенном вводе и вьшоде органа регулирования из реактора зависимость rij/ от эффективности вводимого органа регулирования f для различных времен вьздержки органа регулирования в реакторе f определяется путем решения на аналоговых и цифровых машинах уравнений кинетики точечного реактора Ml.(tbZA,c,U). tJC-,(t) пН1- (t о,to, РО , О i 6 т , о ) (3) . t(t) - мощность реактора: С i(11 - плотность ядер-предшественников i-го сорта; реактивность реактора; эффективная доля запаздьшающих нейтронов; - эффективная доля запаздьшающих нейтронов -го сорта; А - время генерации нейтронов в реакторе; постоянная распада . ядер-предшественников 1-го сорта. Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена зависимость отношения п / п уровней мощности критического реактора после вьшода органа регулирования из реактора и до ввода органа регулирования в реактор от эффективности вводимого органа регулирования рд. для 1эазличных времен вьздержки органа регулирования в реакторе t, полученная путем решения уравнений (1) - (3). Изобретение позволяет устранить лавньй недостаток известных способов измерения эффективности оранов регулирования ядерного реактоpa - изменение эффективности детектора в процессе измерений, что позволяет повысить точность измерений и расширить диапазон измеряемых эффективностей органов регулирования.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ -ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, включающий введение исследуемого органа регулирования в критический реактор, вьщержку в нем и определение эффективности органа регулирования из отношения измеренных детектором уровней мощности реактора, отличающийс я тем, что, с целью повьшения точности измерений путем устранения изменения эффективности детектора, исследуемый орган регулирования после введения в реактор и вьщержки в нем вьюодят из реактора и эффекi тивность органа регулирования оп(Л ределяют из отношения измеренных , детектором уровней мощности реактос ра в критическом состоянии после вьтода органа регулирования из реактора и до ввода органа регулирования в реактор. 00 с СП 4