Физика атомного реактора Сопротивление материалов Математика решение задач Информатика Атомная энергетика безопасность Электротехника и электроника
Импульсные реакторы Виды излучения Излучатели нейтронов Изотопные источники Генераторы нейтронов ускорители элементарных частиц импульсные реакторы Реактор БИГР Атомные батареи в космосе космические ядерные аварии

В процессе деления ядерного топлива в реакторе накапливается огромное количество радиоактивных веществ - продуктов деления, которые могут нанести непоправимый ущерб здоровью персонала и населения в случае их неконтролируемой утечки.

Импульсные реакторы

Мощными источниками нейтронов являются импульсные реакторы, предназначенные для физических исследований свойств атомного ядра и конденсированных сред.

Потребность современной науки в источниках нейтронов, как для научных исследований, так и для решения прикладных задач, постоянно растет. В особой цене источники с высокой плотностью потока нейтронов. В мире их мало, потому что сооружение современного нейтронного источника обходится очень дорого. Для примера: лет двадцать назад реакторов, специально предназначенных для физических исследований (то есть имеющих выведенные нейтронные пучки), было не больше 100, 25 из них обладали плотностью потока на уровне 1014 н/см2 сек и лишь три (два в США и один во Франции) – плотностью потока 1015 н/см2/сек. В России были созданы такие импульсные ядерные реакторы самогасящегося действия, как БАРС, ЭБР, РУС с активными зонами из металлического урана, ЭЛИР, ИГРИК, ЯГУАР с активными зонами на основе растворов солей урана в воде, связанные импульсные реакторы ЭБР-200М+РУС, БАРС-5 и др.

Импульсные реакторы в первую очередь использовались для военных разработок. В них имитировалось воздействие ядерного взрыва на разного рода объекты, главным образом на военную технику, включая образцы ядерного оружия. Импульсные реакторы - это установки, которые постоянно работают в аварийных режимах. И этим они отличаются от энергетических, которые при выводе на определенную мощность должны работать устойчиво, стабильно. Импульсный же реактор действует короткое время, но на большой мощности. Впоследствии эти реакторы стали использовать для имитации аварийного процесса на обычных энергетических установках. Дело в том, что тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) ядерного реактора является ячейкой, в которой начинается развитие всех процессов генерации ядерной энергии в атомном реакторе, как в условиях нормальной эксплуатации, так и в переходных и аварийных режимах. Для изучения поведения ТВЭЛ в различных режимах новые возможности предоставило использование в этих целях импульсных ядерных реакторов.

Важное направление применения импульсных реакторов – активационный анализ, нейтронная спектроскопия, и нейтронография конденсированных сред.

Различают два типа импульсных реакторов: самогасящиеся (выгорание избыточного топлива) реакторы взрывного действия и периодические дисковые реакторы. Главная проблема самогасящегося импульсного реактора - тепловой удар, возникающий вследствие того, что тепловое расширение элементов активной зоны не успевает реализоваться за время нагрела (сжатая пружина). В металлических конструкциях активной зоны импульсного реактора на быстрых нейтронах в результате этого развиваются напряжения, достигающие предела прочности, что ограничивает энергию импульса. Периодический импульсный реактор (мигающий, пульсирующий) работает в режиме периодически повторяющихся импульсов мощности, которые инициируются и гасятся за счёт периодического движения части активной зоны, части отражателя либо замедлителя (модулятора реактивности). Периодические импульсные реакторы занимают промежуточное положение между самогасящимися Импульсными реакторами и обычными непрерывными реакторами. Они уступают первым по интенсивности импульсов и вторым по средней мощности, однако значительно превосходят последние по значению потока нейтронов в импульсе, а первые — по средней мощности. Наиболее плотные изотропные потоки нейтронов можно получить в центре импульсных реакторов, механизм срабатывания которых очень напоминает взрыв атомной бомбы. В отличие от нее при достижении заданной мощности реактор сам себя гасит, не доводя процесс до разрушения конструкции.

Быстрое развитие ядерной энергетики и широкое применение источников ионизирующих излучений (ИИИ) в различных областях науки, техники и народного хозяйства создали потенциальную угрозу радиационной опасности для человека и загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами
Источники ионизируещего излучения, ускорители Атомные батареи в космосе