§109. Ядерный реактор 3. Что такое коэффициент размножения нейтронов и как он регулируется?

Решение:

• Коэффициент размножения нейтронов (k) — это отношение числа нейтронов в данном поколении к числу нейтронов в предыдущем поколении. Он показывает, как изменяется число нейтронов в цепной реакции.
• Значения k:
  • $$k < 1$$: Подкритическое состояние — число нейтронов уменьшается, реакция затухает.
  • $$k = 1$$: Критическое состояние — число нейтронов постоянно, реакция стабильна (используется в энергетических реакторах).
  • $$k > 1$$: Сверхкритическое состояние — число нейтронов растет лавинообразно, реакция неуправляемая (используется в ядерном оружии).
• Регулирование: Коэффициент размножения нейтронов регулируется с помощью управляющих (регулирующих) стержней. Эти стержни изготавливаются из материалов, хорошо поглощающих нейтроны (например, бор, кадмий).
  • Введение стержней в активную зону увеличивает поглощение нейтронов, что приводит к уменьшению $$k$$.
  • Извлечение стержней уменьшает поглощение нейтронов, что приводит к увеличению $$k$$.

Финальный ответ:

Коэффициент размножения нейтронов (k) характеризует развитие цепной реакции. Он регулируется с помощью управляющих стержней, которые изменяют количество поглощаемых нейтронов, тем самым поддерживая $$k$$ равным единице в работающем реакторе.