Понятие информативности

Физика Ядерных Реакторов

ВВЕДЕНИЕ

Для обеспечения безопасной эксплуатации реактора необходима информация о характеристиках нейтронного поля и постоянный контроль за ним.

Потребность в новых экспериментах

При проектировании реактора любого типа задача расчета состоит в оптимизации и предсказании его характеристик.

 

Для этого должны выполняться следующие условия:

1) надо использовать расчетную модель, соответствующую реальному реактору;

2) надо применять соответствующую систему групповых констант (ядерных данных о процессах в реакторе);

3) требуется учесть неопределенность данных о внутриреакторной среде, обусловленную допусками на все компоненты реактора.

 

Требуется проверка расчетных значений с помощью экспериментов.

 

Необходимость эксперимента обусловлена следующими главными причинами:

 

1) усложнение структуры и режимов эксплуатации современных и перспективных реакторов, появлением в их составе новых малоизученных нуклидов;

 

2) увеличение цены неточностей и ошибок проектов при высокой стоимости современных реакторов и растущем масштабе ядерной энергетики.

 

3) точное теоретическое описание нейтронного поля в реакторе и его изменений во времени принципиально невозможно из-за неопределенностей структуры и состава среды, а также случайного характера протекающих процессов.

 

Управление реактором основывается на комплексном использовании результатов измерений и расчетов.

 

Задачи нейтронно-физических экспериментов

1) проверка расчетных результатов, обоснование расчетных методов;

2) получение ядерных данных, используемых в расчете;

3) измерения для обеспечения безопасной и эффективной эксплуатации реакторной установки.

 

Основные типы экспериментов в области нейтронной

И реакторной физики

Задачи и особенности нейтронных измерений

На энергетических реакторах

Для безопасной работы реактора необходимо поддерживать его технологические параметры в заданных пределах.

Расчеты, основанные на точечной модели, непригодны для описания нестационарных процессов в реакторах АЭС. Пространственно-зависимые модели динамики сложны, не наглядны и не обеспечивают требований точного управления нейтронным полем.

 

Главная цель измерений на работающих энергетических реакторax – получение данных для управления, регулирования его параметров. Измерения на реакторах АЭС относятся к категории промышленных экспериментов. Их отличают следующие особенности:

1. большое число факторов, влияющих на работу установки;

2. возможность одновременного воздействия этих факторов;

3. сложность поддержания этих факторов в заданных пределах;

4. ограниченность возможности измерений с помощью штатной аппаратуры и невозможность в ряде случаев применять специальную исследовательскую аппаратуру.

Реакторные измерения подразделяются на:

1. единичные (при физическом пуске или специальном режиме работы, когда возможно применение исследовательской аппаратуры), их главная цель – проверка и уточнение проектных предсказаний реакторных параметров;

2. периодические (через 100–200 сут. после перегрузок топлива), их цель – определение изменившихся эксплуатационных характеристик;

3. непрерывные, с целью управления работой реактора.

 

Существуют много параметров, лимитирующих работу реактора: критическая нагрузка и предельная плотность теплового потока в твэле, допустимые температуры топлива и оболочки и др. Все они прямо зависят от плотности потока нейтронов. Нейтронное поле первично, а все другие поля (температурное, энерговыделения, изотопное) вторичны.

 

Для нейтронных измерений на энергетических реакторах используют детекторы, входящие в системы внутриреакторного контроля (СВРК). Эти системы обеспечивают удержание параметров в безопасных пределах, предотвращение повреждения твэлов, позволяют определять энерговыделение в топливе. Информация от СВРК необходима для оптимизации режимов работы активной зоны.

 

 

Современные требования к экспериментам.

Понятие информативности

При постановке и проведении экспериментов руководствуются следующими требованиями.

1. Условия проведения эксперимента должны обеспечивать возможность ясной физической интерпретации его результата (т.е. возможность расчета изучаемой величины с использованием имеющегося и ранее апробированного метода).

 

2. Получаемые результаты должны иметь требуемую точность. Наборы экспериментальных данных должны снабжаться форматом, содержащим информацию об использованной аппаратуре и детекторе, экспериментальной методике, используемых стандартах, учтенных систематических погрешностях и введенных поправках.

 

3. Необходимо учитывать требования приемлемых затрат средств и времени для получения экспериментальной информации.

 

При выполнении перечисленных условий экспериментальные данные будут эффективно восприниматься и использоваться пользователями.