ГЛАВА 11
МАТЕРИАЛЫ ЗАМЕДЛИТЕЛЯ, ОТРАЖАТЕЛЯ, БЛАНКЕТА
И ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
ВВЕДЕНИЕ
Как было сказано выше, назначение замедлителя в реакторе на тепловых нейтронах — снизить скорость движения быстрых нейтронов деления до уровня тепловых энергий. Назначение отражателя — препятствовать утечке нейтронов из активной зоны быстрого реактора. По существу одни и те же материалы используются для замедлителей и отражателей и к ядерным и теплофизическим свойствам этих материалов предъявляются одинаковые требования (см. гл. 3).
Основное назначение бланкета — наработка новых ядерных топлив путем поглощения нейтронов сырьевым материалом (например, обедненным или природным 238U или 232 Th) в быстром реакторе-размножителе (см. гл. 3). Бланкет в быстром реакторе может частично выполнять функции отражателя, что позволяет сократить размер активной зоны. Материалами бланкета в УТР с дейтерий-тритиевым циклом служит 6 Li или Li2BeF4.
Основное назначение теплоносителя — отводить тепло в исследовательском реакторе и отводить и утилизировать тепло в энергетическом реакторе. Основные требования к теплоносителям и материалам теплоносителей для ядерных реакторов различных типов были приведены в гл. 3.
Подобно таким конструкционным материалам, как Be, ВеО или графит, которые могут одновременно выполнять функции замедлителя и отражателя в тепловом реакторе, теплоносители H2 О или D2 О одновременно служат замедлителем и отражателем. Материалы, используемые в качестве замедлителя и отражателя для реакторов на тепловых нейтронах, должны обладать: 1) слабым поглощением нейтронов; 2) высокой степенью рассеяния нейтронов; 3) низким массовым числом (большая потеря энергии нейтроном при столкновении).
11.2. МАТЕРИАЛЫ ЗАМЕДЛИТЕЛЯ И ОТРАЖАТЕЛЯ
В табл. 11.1—11.3 приведены физические и нейтронно-физические свойства основных замедляющих и отражающих реакторных материалов.
Среди них обычная легкая (H2 О) и тяжелая (D2 О) вода используется не только в качестве замедлителя и отражателя, но и теплоносителя. Исходя из экономических соображений и распространенности воды легкая вода широко используется как теплоноситель и рабочее тело в LWR. Бериллий и его оксид (см. § 10.3) используются в качестве замедляющих, отражающих и конструкционных материалов. Графит длительное время применяется как замедляющий, отражающий и конструкционный материал в газоохлаждаемых реакторах с графитовым замедлителем или высокотемпературных газоохлаждаемых реакторах. Первый ядерный реактор деления СР-1, построенный в 1942 г., был уран-графитовым (с использованием природного урана).
Таблица 11 1 Физические свойства основных замедляющих и отражающих реакторных материалов при комнатной температуре
Таблица 11.2. Нейтронно-физические свойства основных замедляющих и отражающих материалов в тепловой области
Таблица 11.3. Нейтронно-физические свойства основных замедляющих и отражающих материалов в надтепловой области
