* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

критическая масса -—· (плотность активной з о н ы ) " , где показатель степени η меняется от 1,5 до 2 в зависимости от отношения числа атомов водорода к числу атомов делящегося изотопа (QSIQS или QH/QS) В активной зоне (рис. 1.1). Действие замедлителей. Если в активной зоне присутствуют ядра легких • элементов, то при столкновении с этими ядрами нейтроны деления замедляют­ ся, т. е. они постепенно теряют свою энергию. Наиболее быстро уменьшается энергия нейтронов п р и соударении их с ядрами самых легких элементов, следовательно, она зависит от содержания в активной зоне таких элементов, к а к водород, бериллий, углерод. П р и достаточно малой относительной кон­ центрации делящегося вещества и малом сечении поглощения нейтронов в замедлителе практически все нейтроны поглощаются только после того, к а к они достигнут теплового равновесия со средой. Дальнейшее уменьшение концентрации делящегося вещества не приводит к уменьшению средней энер­ гии нейтронов, а лишь увеличивает относительный з а х в а т нейтронов иеделящимися изотопами. Сечения поглощения нейтронов ядрами делящегося изотопа и последую­ щий процесс деления этого ядра сильно з а в и с я т от энергии нейтронов. Обычно чем меньше энергия нейтронов, тем больше сечение деления, что приводит к существенному уменьшению критической массы системы. Так, например, д л я уран-водных систем в зависимости от содержания водорода в активной зоне критическая масса изменяется от 22 кг (металл) до 0,8 кг (растворы), несмотря на существенное уменьшение плотности делящегося вещества в актив­ ной зоне. Действие поглотителей. Д л я систем с замедлителем введение поглотителей в активную зону увеличивает критические размеры. Поглотители можно вводить как гомогенным способом в виде различных растворов и порошков, т а к и гетерогенным способом в виде всевозможных поглощающих вставок (стержни, пластины, змеевики и т. д . ) . Почти в каждом делящемся веществе. поступающем на переработку, имеются элементы, поглощающие нейтроны Например, U может рассматриваться к а к поглотитель тепловых нейтронов. Д л я сильно разбавленных растворов существенным становится поглощение нейтронов водородом среды. Однако д л я значительного увеличения критиче­ ских размеров применяют элементы, обладающие большой способностью поглощать нейтроны, в частности бор, кадмий и д р . Гомогенно введенный поглотитель более эффективен по своему действию, чем гетерогенный, при одинаковых их весах. Это связано с тем, что в гетеро­ генном поглотителе существует так называемый эффект блокировки, который заключается в том, что наиболее эффективно работают только внешние слои поглотителя, а внутренние слои частично или полностью экранированы внешними. П р и гомогенном введении поглотителя эффект блокировки отсут­ ствует, но в этом случае часто усложняется технологический процесс перера­ ботки ядерного горючего, т а к как на конечных стадиях переработки необхо­ димо отделение поглощающего элемента от делящегося вещества. Эффективность действия гетерогенных поглотителей в первом п р и б л и ж е ­ нии пропорциональна площади внешней поверхности поглотителя. Так, эффек­ тивность цилиндрических поглощающих стержней возрастает с увеличением радиуса стержня по линейному закону. Эффективность центрально располо­ женного стержня в цилиндрической системе уменьшается при увеличении радиуса активной зоны. Д л я систем без отражателя эффективность одиночного центрального стержня в первом приближении обратно пропорциональна квадрату радиуса активной зоны. Когда в аппарате находится один поглощаю­ щ и й стержень, то целесообразно поместить его в центре, так как в этом с л у ч а е он будет наиболее эффективен. П р и размещении нескольких стержней в аппа­ рате необходимо учитывать, что эффективность каждого из них меньше эффек­ тивности одиночного центрального с т е р ж н я и она будет зависеть от числа стержней и их взаимного расположения. 2 3 8 - 8