El flujo de neutrones dentro de un reactor se controla mediante una combinación de diseños estructurales, reflectores de neutrones y barras de control. El aplanamiento del flujo de neutrones ayuda al uso óptimo de todos los neutrones generados por la fisión para mantener la reacción en cadena, reduciendo así la masa crítica efectiva requerida para sostener la cadena. El aplanamiento de flujo también ayuda a quemar el combustible de manera uniforme y, por lo tanto, a una mejor utilización del combustible y los materiales estructurales de los reactores.
- Diseño estructural : en un PHWR típico, la distribución de flujo de un reactor de huesos desnudos se parece a la imagen. Esto se atribuye al hecho de que las barras de combustible son la fuente de neutrones y disminuirán gradualmente a medida que avanzamos hacia el límite del reactor / calandria y escaparemos al blindaje.
2. Reflectores : los reflectores de neutrones son materiales utilizados dentro de la calandria que rebotan en los neutrones. En un PHWR típico, el moderador D2O mismo actúa como reflector. [1] Además del aplanamiento del flujo, esto también ayuda a reducir la fuga de neutrones al blindaje. Los reflectores también se utilizan en bombas nucleares.
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3. Barras de control : las barras de control típicamente hechas de boro o cadmio sirven efectivamente como superficies de absorción de neutrones. Ayudan a aplanar el flujo al reducir los neutrones de las regiones de alto flujo.
Otros métodos, como el abastecimiento de combustible diferencial (donde los paquetes de combustible enriquecidos más altos se colocan en la periferia y los paquetes de combustible enriquecidos se colocan en el núcleo o los paquetes en el núcleo pueden alcanzar un mayor grado de combustión, mientras que los paquetes en la periferia se eliminan en la combustión más baja. Ambos métodos hace que los paquetes centrales de combustible generen relativamente menos neutrones de la fisión, porque contienen menos núcleos fisibles que los paquetes externos) y también se usa el combustible bidireccional (usado para aplanar el flujo axialmente al insertar la mitad de las barras de combustible desde cualquier dirección axial) para el manejo del flujo.
Otras lecturas:
- Control de flujo de neutrones: fundamentos de CANDU
- Perfil de flujo de neutrones en elementos de combustible cilíndricos: Conferencia NPTEL
Notas al pie
[1] http://nptel.ac.in/courses/10310…