Импульсный реактор - ядерный реактор ,в к-ром цепная реакция деления ядер развивается на мгновенных нейтронах и носит импульсный характер. На короткий промежуток времени (от 10-4 с до 10-1
с) в И. р. с помощью спец. устройств (модуляторов реактивности)
создаётся надкритич. состояние, т. е. коэф. размножения нейтронов К
в реакторе становится больше 1 (без учёта запаздывающих нейтронов), и
мощность И. р. (т. е. интенсивность процесса деления ядер) быстро
нарастает. Затем И. р. переводится в подкритич. состояние и процесс
затухает. И. р. служат источниками нейтронных импульсов. Выделяющаяся в
результате деления энергия не используется и отводится теплоносителем.
По способу инициирования и гашения импульсов И. р. разделяются на 3
типа.
Самогасящиеся И. р. (апериодические, взрывные) работают
в режиме редких апериодич. вспышек мощности. Импульс развивается в
результате быстрого введения в активную зону реактора уранового стержня
(в И. р. на быстрых нейтронах) или выведения поглощающих нейтроны
стержней (в И. р. на тепловых нейтронах), а гасится в результате влияния
энерговыделения на коэф. размножения нейтронов (отрицат. обратная
связь). Так, в И. р. на быстрых нейтронах затухание импульса происходит
вследствие теплового расширения активной зоны и соответствующего
увеличения утечки нейтронов. В И. р. на тепловых нейтронах механизмы
гашения цеппой реакции деления более разнообразны: из-за нагрева
замедлителя тепловые нейтроны менее эффективно делят ядра урана;
увеличивается резонансное поглощение нейтронов из-за уширения резонансов
(эффект Доплера); уменьшается плотность жидкой активной зоны (водный
раствор урана) из-за возникновения пузырьков газа, образующегося при
радиолизе жидкости, и др. Сильный эффект самогашения возможен только при
нагреве реактора за время импульса до температуры порядка 1000 К. Время,
необходимое для охлаждения реактора, определяет частоту повторения
вспышек (не чаще 2-3 раз в сутки).
Типичные параметры самогасящихся И. р. на быстрых нейтронах: 1017-1018 актов деления за 1 импульс; полуширина импульса 25-700 мкс; поток нейтронов за время импульса (флюенс) 1015 нейтр/см2. Для И. р. на тепловых нейтронах: 1018-1020 делений за импульс; полуширина импульса 3-100 мс; флюенс тепловых нейтронов 1017 нейтр/см2.
Самогасящиеся И. р. используются для изучения мгновенного воздействия
нейтронного и g-излученнй на материалы, приборы и биол. объекты; для
испытания ТВЭЛов ядерных реакторов в условиях аварии, для разработки лазеров с ядерной накачкой; для нейтронного
активационного анализа.
Гл. проблема для самогасящихся И. р.- т. н. тепловой удар, возникающий
вследствие того, что тепловое расширение элементов активной зоны не
успевает реализоваться за время нагрева (сжатая пружина). В металлич.
конструкциях активной зоны И. р. на быстрых нейтронах в результате этого
развиваются напряжения, достигающие предела прочности, что ограничивает энергию импульса.
Периодич. И. р. (мигающий, пульсирующий) работает в
режиме периодически повторяющихся импульсов мощности, к-рые инициируются
и гасятся за счёт периодич. движения части активной зоны, части
отражателя либо замедлителя (модулятора реактивности). Полуширина
импульса
где t - время "жизни" одного поколения мгновенных нейтронов в реакторе, g
- скорость изменения коэф. размножения нейтронов за счёт движения
модулятора реактивности в момент времени, соответствующий максимуму
импульса. Короткий импульс можно получить только в реакторе на быстрых
нейтронах, где t мало (10-8-10-7 с).
Периодич. И. р. занимают промежуточное положение между самогасящимися И.
р. и обычными непрерывными реакторами. Они уступают первым по
интенсивности импульсов и вторым по ср. мощности, однако значительно
превосходят последние по значению потока нейтронов в импульсе, а первые -
по ср. мощности. Так, ИБР-2 (ОИЯИ, Дубна), самый мощный из трёх
функционирующих И. р. этого типа, имеет ср. мощность 2 МВт, частоту
импульсов 5 с-1, полуширину импульса быстрых нейтронов 215 мкс, плотность потока тепловых нейтронов на поверхности внеш. замедлителя в максимуме импульса 1016 нейтр/см2с.
Осн. назначение периодич. И. р.- исследования на выведенных пучках медленных нейтронов с применением нейтронной спектроскопии по времени пролёта, особенно для целей нейтронографии
конденсированных сред. Для сокращения длительности нейтронного импульса
необходимы быстрые модуляторы реактивности, способные изменять коэф.
размножения нейтронов со скоростью ~100 с-1.
Бустеры - подкритич. реакторы (K<1), в к-рых импульс
мощности инициируется нач. импульсом нейтронов от внеш. источника,
размножение нейтронов в активной зоне гасится при затухании цепной
реакции деления после выключения источника. Длительность нейтронного
импульса в бустере больше длительности внеш. источника на величину
порядка t/(1- k), где t - время жизни мгновенных нейтронов, k - эффективный коэф. размножения. Количество нейтронов, генерированное в импульсе в 1/(1-k) раз, превышает число нейтронов источника. В качестве внеш. источника используют фотонейтроны из мишеней импульсных сильноточных ускорителей
электронов с энергией 30-100 МэВ (на 100 электронов в мишени рождается
приблизительно 1 нейтрон). Более эффективны протоны с энергией ~1 ГэВ. В
бустерах удаётся получить наиб. короткие импульсы (~1 мкс), однако при
более низкой мощности.
Литература по импульсным реакторам
Шабалин Е. П., Импульсные реакторы на быстрых нейтронах, М., 1976;
Ломидзе В. Л., Импульсные ядерные реакторы, М., 1982;
Вопросы современной экспериментальной и теоретической физики. Сб. науч. трудов, Л., 1984.
Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment? Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки. Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.
Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.
Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").
Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.
Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.
Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
