Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 7 - Breeder-reaktorn med plutonium som bränsle, av Sigge Hähnel och Hans von Ubisch
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
säga att effekten på tiden t växer med faktorn
där T = 1/(K — 1).
De flesta neutronerna (mer än 99 %) sänds
ut genast vid fissionen. För dem (de prompt
utsända) är l lika med deras medellivslängd,
dvs. den tid som en neutron i genomsnitt rör
sig i reaktorkärnan innan den absorberas.
Medellivslängden beror givetvis på neutronernas
genomsnittliga hastighet. Därför är l 10"7 s i
en snabb reaktor mot 10"3 s i en termisk. Om
alla neutroner sändes ut prompt, skulle
effektökningen, även vid mycket liten positiv
reaktivitet, bli så snabb att reglering av reaktorn
skulle vara praktiskt omöjlig.
Emellertid sänds en bråkdel ß av neutronerna
ut under flera minuter efter fissionen. Vid
tillräckligt små värden på reaktiviteten blir
därför l ett medelvärde för de prompt utsända och
de fördröjda neutronerna, och perioden T blir
då så stor att reglering är möjlig. Ökar man
reaktiviteten till ß, dvs. så mycket att enbart
de prompt utsända neutronerna räcker för att
hålla kedjereaktionen i gång, sägs reaktorn
vara prompt kritisk. Effektökningen blir då
givetvis så snabb att reaktorn går ur kontroll.
Den reaktivitet, som behövs för att reaktorn
skall bli prompt kritisk, kallas i USA 1
dollar; den beror på reaktorns konstruktion. Det
reaktivitetsområde, inom vilket reaktorn är
reglerbar, bestäms naturligtvis av dollarns
storlek. För en termisk reaktor med naturligt
uran som bränsle är t.ex. 1 dollar 0,78 %
reaktivitet. I en snabb reaktor är den bara 0,23 %
för plutonium 239 men 1,5 % för uran 238.
Genom att blanda plutonium med uran 238
kan man därför i en snabb reaktor nå ett
medelvärde för dollarn av t.ex. 0,5 %, som ger
ett tillräckligt stort regleringsområde trots att
de fördröjda neutronerna i en snabb reaktor
inte är lika effektiva som de prompt utsända.
De har nämligen bara ca 100 keV medelenergi
mot de senares 2 MeV och ger därför (n,y)~
reaktioner i större utsträckning.
Hittills har reaktortemperaturens inverkan på
K försummats. I allmänhet avtar K med
stigande temperatur hos reaktorkärnan på grund
av dennas utvidgning. Ändringen av K,
reaktorns temperaturkoefficient, är alltså vanligen
negativ, och har den ett stort numeriskt
värde, blir reaktorn i betydande grad
självstabi-liserande.
Regleringen kan utföras genom ändring av
den parasitiska absorptionen eller av
läckningen. Den förra metoden är mindre lämplig
för snabba reaktorer därför att det inte finns
något material som starkt absorberar snabba
neutroner; bara höganrikad bor 10 kan
användas. Den senare metoden kan i praktiken
till-lämpas genom förändring av reflektorn, t.ex.
genom utfyllbara håligheter intill kärnan, en
metod som skall användas i EBR-218. Man kan
emellertid också reglera reaktorn genom att
ändra mängden klyvbart material i kärnan,
t.ex. genom införing eller utdragning av ett
antal rörliga bränsleelement. Denna metod skall
användas i Dounreay-reaktorn.
Säkerhet
Erfarenheterna från driften av EBR-1, den
enda snabba reaktor som hittills körts under
längre tid, har gjort att många tvivlar på att
snabba reaktorer är säkra. Den mest
framträdande egenskapen hos en snabb reaktor är de
prompt utsända neutronernas korta livslängd.
Dess effekt måste därför växa oerhört snabbt,
om den görs prompt kritisk, och följderna
härav bör därför bli mer katastrofala än för
en termisk reaktor.
Man kan emellertid bygga en snabb reaktor
så att det är mycket osannolikt att den kan bli
prompt kritisk. Då den är okänslig särskilt för
xenonförgiftning behövs nämligen mycket liten
överskottsreaktivitet för att den skall ge en
önskad energimängd. Man kan sålunda nöja sig
med 1—1,5 % potentiell reaktivitet mot 9—
10 % för en termisk reaktor, och man kan
t.o.m. göra den så liten (< 1 dollar) att
reaktorn inte kan bli prompt kritisk annat än
genom en serie mycket osannolika händelser. En
beräkning sägs dessutom visa att
energiutvecklingen vid en reaktorexplosion sannolikt inte
blir så stor att reaktorkärlet sprängs, men dock
tillräcklig för att kärnan skall smälta.
En annan egenhet hos den snabba reaktorn
är att dess reaktivitet växer, om en moderator
på något sätt kommer in i systemet. Kommer
t.ex. olja eller vatten in i en natriumkyld
reaktors kylsystem, kan den bli prompt kritisk.
Man anser emellertid att man kan bygga
reaktorer för vilka detta inte kan inträffa.
Man har iakttagit att EBR-1 har prompt
positiv temperaturkoefficient och ibland påstås att
detta är utmärkande för snabba reaktorer. Man
anser emellertid att orsaken till denna
egenskap hos EBR-1 är att bränsleelementen
kröker sig och att den därför beror på reaktorns
Fig. 7. Plan
över Enrico
Fermi-reaktorns
kärna och
mantel.
TEKNISK TIDSKRIFT 1958 tf)J
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
