Регулирующий стержень для быстрых энергетических реакторов

 

ОПИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕЫИЯ

Союз Соаетских

Социалистические

Реслублии

Зависимое от авт. свидетельства . 4

М. Кл. б 21с 7!10

Заявлено 03.11.1969 (№ 1,304803/26-25) с присоединением заявки ¹ 1445222/26-25

Приоритет

Опубликовано 15.Ч.1972. Бюллетень № 16

Дат", опуолнкования описатшя 10ХП.1972

Комитет по делам изобнетений и отирмти1. и-. ; Сосете Мннистооо

СССР

УДК 621.039.532(088.8) Авторы изобретения В. И. Матвеев, В. К. Неворотии, В. Б. Пономаренко, Г. М. Пшакии и Ю. Г. Селюков

Заявитель

РЕГУЛИРУЮЩИЙ СТЕРЖЕНЪ ДЛЯ БЫСТРЫХ

Э Н EP ГЕТИ Ч ЕС КИХ P ЕАКТОРО В

Создание достаточно эффективной систеиы ре гулирования в быст1рых реакторах связано со значительными трудностями, определяе мыми оттноснтельно небольшисли величинами нейтронных сечений в бьостр ой области энергий для боль шинст ва элементов. Кроме того, относительно неболь шие разме ры реакторо в на быстрых нейтронах затрудняют размещение большого числа ор ганов;регулирования.

Известны регулиру ю щие стержни для,бьгстрых энергетических реакторо в, в которых в ка честве поглотителя ис пользуются борсоде ржащие материалы.

Недостаток из весъньгх стержней заключается в том, что при захвате нейтрона я дром бора-10 возникает ядро гелия, в результаге чего растет давление внутри стержня и распухает поглощающий материал, в связи с чем работоспособность стерженя резко снижается. Эффективность поглошающих материалов .на осно ве

n,ó- поглотителей, которые не обладают вышеприведенными,недостатками, .в быстрых реакторах существенно ниже,по сравнени ю с материалами на ocHOIBp, вьгсокообогащенново бора, что ограничивает mx,применение.

Известен способ повьгшения эффективности поглощающих стержней, использующих борсодержащий сматериал, в тепловых, реакторах введением в них заоледляющего материала,который, смяпчая спектр нейтронов, увеличивает захват:в поглощающем материале.

С целью повышения эффективности работы

5 реактора в огредла гаемом стержне используется эффективный за медлитель, расположеннЫЙ в центре, и эффективный а,у- поглотитель, p2Lположенный .по периферии стержня. В качест-! ве замедляющего мате риала, эффективного в

10 быстрой области энергий, множно использовать гидр иды иеталлов, на пример гидрид циркОния, тидрид итприя (ZrH, YH и др.). Обла дая большой концентрацией водорода (угу= 1,5—

2 г/смз), эти материалы при сравнительно не15 большо м их количестве позволяют существеино смягчать нейтронный спектр. Поглощающим материалом может служить а,у-поглотитель на основе европия, тантала или рения— наи более эффективных в быстром .спектре.

20 Кроме того, для уменьшения вероятности вымывания по глотителя m случае раз ру шения оболочками, кольцевой слой поглотителя выполнен в виде отдельных трубчатых элементов, расположенных по кольцу, или в ваде секциЙ, 25 отделенных друг от ppyia перегородками.

На чертеже приведена конструкция стержня, который может быть использован как стержень аварийной защиты,в реакторе БН-Зо0

БН-б00. Стержень вы полнен в виде четырех

30 шарнирно соединенных з веньев. Все звенья

321144

Предмет изобретения

Составитель В. Царьков

Техред А. Камышникова

Корректор Е. Усова

Редактор Б. Федотов

Заказ 2007/3 Изд. № 387 Тираж 448 Под пионое

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Ми пиетров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4у5

Типография, пр. Сапунова, 2 одинаковы, поэтому на чертеже представлено одно из них. Внутри стальной оболочки 1 находятся слой поглотителя 2 и центральная область замедлителя 8. Быстрые нейтр оны, замедляясь на яд,рах водорода гидрида металла, создают поле нейтронов более низ ких энергий, ограниченное центральной областью стержня. Эти нейт роны поглощаются ядра ми поглотителя с большей вероятностью, чем быстрые нейтроны, в результате чего повышается э ффекти|вность поглощающего материла. Замедляющиеся нейтроны практическими полностью поглощаются в наружном слое и не создают всплеска,выделен ия тепла в ок ружаю щих стержень пакетах.

Оптимальная дроля замедлителя в данной конструкции регулирующего стержня 0,6 — 0,8 (опношение площади, занимаемой заме длителем, ко в!сей по перечной площади сте рж ня).

1. Регулирующий стержень для быстрых энергетичееких реакторов,,состоящий из слоя ноглотителя нейтронсв и блока замедлителя нейтронов, отличающийся тем, что., с цельк новы щения эффе кти вности работы реактора, стержень выполнен из мате риалов, .представляющих собой гетерогенную ком бинацию

n,у- поглотителя,нейтронов на основе европия, рения или тантала и вод ородсодержащего замедляющего материала на основе .гидридов ме таллов, на пример гидр|ида циркония, гидрида

10 ит прия.

2. Стержень по in. 1, отличающийся тем,что он выпол нен в виде цилиндра из водородсодер жащего замедляющего материала, о|круженного слоем материала из п,у- поглотителя.

15 3. Стержень по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что,:c целью уменышения вероятности,вымывания поглотителя в случае paaipyrnения оболочки, кольцевой слой поглотителя выполнен в виде отдельных трубчатых элементов, pacino20 ложенных по кольцу.

4. Стержень по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что кольцевой слой поглотителя выполнен в виде сплошного кольцевого слоя, разделенного перегородками на сеиции.