Πότε γίνεται ένας πυρηνικός αντιδραστήρας κρίσιμος ή υποκριτικός;
Κρίσιμη κατάσταση:
* k =1: Αυτό σημαίνει ότι για κάθε νετρόνιο που παράγεται σε αντίδραση σχάσης, ακριβώς ένα νετρονόμο προκαλεί ένα άλλο συμβάν σχάσης.
* αποτέλεσμα: Η αλυσιδωτή αντίδραση είναι αυτοσυντηρούμενη και ο αντιδραστήρας λειτουργεί σε σταθερό επίπεδο ισχύος.
υποκριτική κατάσταση:
* k <1: Αυτό σημαίνει ότι για κάθε παράγοντα νετρονίων, λιγότερο από ένα νετρόνιο προκαλεί ένα άλλο συμβάν σχάσης.
* αποτέλεσμα: Η αλυσιδωτή αντίδραση πεθαίνει και το επίπεδο ισχύος του αντιδραστήρα μειώνεται.
Supercritical State:
* k> 1: Αυτό σημαίνει ότι για κάθε παραγόμενο νετρονίων, περισσότερα από ένα νετρόνια προκαλούν ένα άλλο συμβάν σχάσης.
* αποτέλεσμα: Η αλυσιδωτή αντίδραση επιταχύνεται και το επίπεδο ισχύος του αντιδραστήρα αυξάνεται.
Παράγοντες που επηρεάζουν την κριτική:
Διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν τον συντελεστή πολλαπλασιασμού νετρονίων (k) και επομένως την κρισιμότητα ενός αντιδραστήρα:
* Εμπλουτισμός καυσίμου: Η συγκέντρωση σχάσιου υλικού (π.χ. ουρανίου-235) στο καύσιμο. Ο υψηλότερος εμπλουτισμός οδηγεί σε περισσότερες σχισμές και υψηλότερο k.
* Γεωμετρία αντιδραστήρα: Το σχήμα και το μέγεθος του πυρήνα του αντιδραστήρα. Ένας μικρότερος πυρήνας του αντιδραστήρα τείνει να έχει υψηλότερο k.
* Συντονιστής: Ένα υλικό (π.χ. νερό, γραφίτη) που επιβραδύνει τα νετρόνια, καθιστώντας τα πιο πιθανό να προκαλέσουν σχάση. Η παρουσία και ο τύπος του συντονιστή επηρεάζουν σημαντικά το k.
* ράβδοι ελέγχου: Ράβδοι από υλικά απορρόφησης νετρονίων που μπορούν να εισαχθούν στον πυρήνα του αντιδραστήρα για τον έλεγχο του ρυθμού σχάσης και επομένως k.
Συνοπτικά:
* κριτική είναι η κατάσταση όπου η αλυσιδωτή αντίδραση είναι αυτοσυντηρούμενη.
* Υποκριτικότητα σημαίνει ότι η αλυσιδωτή αντίδραση πεθαίνει.
* Supercriticity σημαίνει ότι η αλυσιδωτή αντίδραση επιταχύνεται.
Η κριτική ενός πυρηνικού αντιδραστήρα παρακολουθείται προσεκτικά και ελέγχεται για να εξασφαλιστεί ασφαλής και αποτελεσματική λειτουργία.
