Nuclear reactor physics



ترجمه: مجید میرزایی http://www.reactorphysics.blogfa.com



لینک متن زبان اصلی: http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_reactor_physics



بیشتر راکتورهای هسته ای از یک واکنش زنجیره ای برای القای میزان کنترل شده ای از شکافت هسته ای، در مواد شکافت پذیر، که هم انرژی و هم نوترون های آزاد رها می کنند، استفاده می کنند. یک راکتور شامل یک مجموعه سوخت هسته ای(قلب راکتور) که معمولاً بوسیله مهارکننده های نوترونی مثل آب یکدست، آب سنگین، گرافیت یا هیدرید زیرکونیم، احاطه شده و با مکانیزم هایی، مثل میله های کنترل که میزان سرعت واکنش را کنترل می کنند، تجهیز می شوند.

فیزیک راکتور هسته ای شاخه ای از علم است که با مطالعه و کاربرد واکنش های زنجیره ای برای القای نسبت کنترل شده ای شکافت برای کسب انرژی در راکتورها سروکار دارد.

فیزیک شکافت هسته ای چندین خصوصیت دارد که طراحی و رفتار راکتورهای هسته ای را تحت تأثیر قرار می دهد. این مقاله یک چشم انداز کلی از فیزیک راکتورهای هسته ای و رفتار آن به ما می دهد.

بحرانی

در یک راکتور هسته ای جمعیت نوترون ها در هر لحظه تابعی از میزان نوترون های تولید شده(به علت فرایندهای شکافت) و میزان نوترون های نابود شده(از طریق مکانیزم های جذبی غیر از شکافت و نشت از سیستم) است. وقتی که جمعیت نوترون های یک راکتور در طی یک فرایند تولید از یک مرحله به مرحله بعدی ثابت بماند(مقدار نوترون جدید به اندازه مقدار نوترون های نابودی باشد)، واکنش زنجیری خودابقاء است.وضعیت راکتور به بحرانی می رسد.موقعی که نوترون های تولید شده راکتور بیشتر از نوترون های نابود شده است، مشخصه(ی این مرحله) این است که سطح توان زیاد می شود، به وضعیت فوق بحرانی می رسد، و هروقت میزان نوترون های نابودشده غالب شود راکتور به وضعیت زیر بحرانی می رسد و نشان می دهد که توان راکتور در حال کم شدن است.

فرمول 6-ضریبی، معادله تعادل چرخه حیات نوترون،که شامل 6 ضریب است، که ضرب آنها برابر با نسبت تعداد نوترون های تولید شده در هر مرحله تولید نسبت به مرحله قبلی است، که این پارامتر ضریب مؤثر تکثیر (Keff) یا (K) است.

k = LfρLthfηЄ

که Lf =" ضریب غیر نشتی(نوترون های)تند"؛ ρ ="احتمال فرار از تشدید"؛ Lth =" ضریب غیر نشتی(نوترون های)گرمایی"؛ f=" ضریب بهره وری گرمایی"؛ η =" ضریب تولیدمثل"؛ Є =" ضریب شکافت تند".

(نوترون های تولید شده در مرحله قبل)/(نوترون های تولید شده در یک مرحله)k=

وقتی راکتور در حالت بحرانی است k=1، و در حالت زیربحرانی k<1 و در حالت فوق بحرانی k>1 است.

"واکنش پذیری" یک بیانی برای اعلام انحراف از حالت بحرانی است.