Импульсный ядерный реактор Советский патент 1982 года по МПК G21C1/02 

фокусировки волны после отражения от внешних границ, т. е. если геометрическая форма внешних границ отражателя не содержит элементов сферической и цилиндрической симметрии. Этому условию удовлетворяет, например, реактор, отражатель которого вынолнен в виде массивного, прочно связанного многогранника.

На чертеже представлена схема импульсного ядерного реактора.

Активная зона 1 реактора из высокотемпературного материала заключена в прочный металлический отражатель, содержащий основную 2 и боковые 3, 4 зоны, выполненный в виде квадратной в сечении призмы е снмметричным относительно активной зоны 1 расположением граней. Часть отражателя вблизи активной зоны 1 нснольз гется в качестве средств регулирования реактивности 5, 6. Акустически регуляторы реактивности не связаны с отражателем и могут свободно перемешаться с помош.ью исполнительных механизмов. С передней стороны основная зона отражателя остается открытой, этим достигается значительное повышение флюенса нейтронов вблизи реактора.

Отражатель состоит из двух или более разделенных по горизонтальным плоскостям пригнанных друг к другу и стянутых мощными болтами блоков.

Прямая волна, распространяющаяся от активной зоны в момент импульса делений, непосредственно или в результате косого отражения от близлежащих граней переходит в массивные боковые зоны отражателя и рассредотачивается в их объемах. Позже существенно ослабленная и сглаженная во времени и пространстве волна периодически пересекает область реактора, примыкающую к активной зоне, но уже не в состоянии создать большие напряжения, сравнимые с напряжениями, создаваемыми прямой волной. В целях достижения более полного рассредоточения волны в боковых зонах желательно выполнение на торцовых гранях отражателя клиновидных выемок.

Вследствие передачи кинетической энергии отражателю, во много раз превышающему объем активной зоны, амплитуда динамических напряжений резко понижается.

После ухода прямой акустической волны в активной зоне и в примыкающем к активной зоне отражателе устанавливаются квазистатические напряжения, медленно изменяющиеся по мере перераспределения тепла вследствие эффектов теплопроводности. Хотя эти напряжения н значительны по величине, их ограничительная роль не 5 является определяющей.

Допустимая величина импульсов деления в предлагаемом реакторе определяется динамическими напряжениями в отражателе и в стягивающих отражатель болтах во

0 время распространения прямой волны и в первые моменты после ее отражения.

Предлагаемый импульсный ядерный реактор является установкой многократного действия. Частота повторения импульсов в

5 нем лимитируется временем остывания компонент активной зоны после импульса. Расчеты показывают, что реактор с активной зоной из монокарбида урана 90%-ного обогащения, с отражателем из

0 сплава урана естественного состава, с 9 вес. % молибдена, с размерами боковых зон 47X47X30 см, основной зоны 27 X X27X33 см (с полной длиной отражателя 93 см) характеризуется диаметром A3

5 16,8 см, загрузкой по урану 90% обогащения 32 кг и следующими показателями допустимого импульса делений: удельное энерговыделение в центре активной зоны 0,75 10 Дж/см ; длительность импульса на

О половине высоты 12 мксД; флюенс нейтронов за импульс на внешней границе реактора 0,6 . 10 н/см.

Формула изобретения

Импульсный ядерный реактор, содержащий активную зону и отражатель, плотно примыкающие друг к другу, изготовленные из однородных материалов с близкими акустическими свойствами, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью получения высокого удельного энерговыделения и малой длительности имнульса, отражатель реактора выполнен в виде массивного, прочно связанного тела с асимметричной формой внешних границ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 50 1. Шабалин Е. П. «Импульсные реакторы на быстрых нейтронах М., «Атомиздат, 1976, с. 28.

2. Авторское свидетельство СССР № 529673, кл. G 21 С 1/26, 20.05.76 (про55 тотип).