РЕГУЛИРУЮЩИЙ СТЕРЖЕНЬ ДЛЯ БЫСТРЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ Советский патент 1971 года по МПК G21C7/10 

Создание достаточно эффективной системы ре1гулировани:я ъ быст|рых реакторах с-вязано со значительными трудностями, определяемыми от(нооителыно небольшими величинами нейтронных сечений в «быстрой области эиергий для |5оль|Шинст1ва элементов. Кроме того, относительно небольшие размеры реакторов на быстрых нейтронах затрудняют размещение болышо1го числа органов регулирования.

,ны регулирующие стержни для |бьгстрых энергетических реакторов, в которых в -качестве (Поглотителя иопользуются борсодержащие материалы.

Недостаток изъеспных стержней заключается в том, что при захвате нейтрона ядром бор а-10 возникает ядро гелия, в результаге чего растет давление внутри стержи)Я и распухает поглощающий материал, в связи с чем работоспособность стерж1ня резко снижается. Эффективность поглощающих материалов иа основе п.унпоглотителей, которые ие обладают выще(приведен1НЫ|Ми недостатками, .в быстрых реакторах существенно ниже яо сравнению с материалами на основе высокообогащенного бора, что ограничивает их .применение.

торый, смягчая спектр нейтронов, увеличивает захват -в поглощающем материале.

С целью повыщения эффектив|ности работы реактора s предлагаемо стержне используется эффективный за1медли;тель, рас,положеннь1й в центре, и эффективный /г,у|поглотитель, расположенный по /периферии стержня. В качестве заме|Дляющего «материала, эффективного в

быстрой области энергий, можно использовать гидриды 1металлОВ, например гидрид циркония, гндрид итт1рИ|Я (ZrH, YH и др.). Обладая большой концентрацией водорода (, г/сжз), эти материалы при сравнительно «ебольшом их количест1ве позволяют существенно смягчать нейтронный спектр. ПоглощаюЩИ1М материалом может служить n,Y-пoглoтйтель на основе европия, тантала или рениянаи|более аффективных в быстром спектре.

Кроме того, для уменьщения (вероятности вымывания поглотителя IB случае разрущения оболочки, кольцевой слой поглотителя выполнен в виде отдельных трубчатых элементов, рааположенных по кольцу, или в виде секций,

отделенных друг от друга перегородками. одинакавЫ, поэтому «а чертеже тредставлево одно из них. Внутри стально.й о болочки / находятся слой поглотителя 2 и центральНая О1бласть замедлителя 3. Быстрые нейтрюны, замедляясь на ядipax ВОДО|рода шидрида металла, создают поле нейтроиов |более низких энергий, ограниченЕ0.е центральной областью стержня. Эти нейтроны (Поглощаются ядрами поглотителя с болышей вероятностью, чем быстрые нейтроны, в резущьтате чего повышается эффективность гюглощающбго материла. Замедляющиеся яейтрОНЫ практически полностью поглощаются в (наружном слое и не с,оздают всплеска .выделения тепла в 0|К|ружающих стержень пакетах. Оптимальная доля замедлителя в дан-ной конструкции регулирующего стержия 0,6-0,8 (от нощение олощади, занимаемой за:медлителем, ко Всей поперечной площади стержня). Предмет изобретения 1. Регулирующий стержень для быстрых энергетических реакторов, состоящий из слоя поглотителя нейтропав и (блока замедлителя нейтронов, отличающийся тем, что., с целью повышения эффе1кти(вности работы реактора, стержень выполнен из материалов, представляющих собой гетерогенную комбинацию г,7-поглотителя .нейтронов laa оонове европия, рения или тантала и водюродсодер.жащ&го замедляющего материала на основе гидридов металлов, например гидрида циркония, гидрида ИТТ|рИЯ. (2. Стержень по. п. 1, отличающийся тем, что О.Н (вЫ(ПОЛ(нен в виде цилиндра из водородсодержащего замедляющего материала, о(круженного (Слоем материала из «.поглотителя. 3. Стержень по пп. 1 и 2, отличающийся там, что, с целью уменьшения вероят1НО1Сти вымывания поглотителя в случае разр|у|щения (Оболочки, колыцевой слой поглотителя выполнен в виде отдельных трубчатых элементов, рас(положенных по кольцу. 4. Стержень по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что кольцевой слой (поглотителя выполнеп в виде сплощного кольцевого слоя, разделенного перегородками н-а сеюции.

А-А