Spouštěcí zdroj neutronů - Startup neutron source

Pozice řídicí tyče reaktoru RBMK v okamžiku katastrofy v Černobylu ; modrá = spouštěcí neutronové zdroje (12), žlutá = zkrácené regulační tyče ze dna reaktoru (32), šedá = tlakové trubice (1661), zelená = regulační tyče (167), červená = automatické regulační tyče (12)

Startovací neutronový zdroj je zdroj neutronů používaný ke stabilnímu a spolehlivému zahájení jaderné řetězové reakce v jaderných reaktorech , jsou-li naloženy čerstvým jaderným palivem , jehož tok neutronů ze spontánního štěpení je nedostatečný pro spolehlivé spuštění, nebo po delších odstávkách. Zdroje neutronů zajišťují konstantní minimální populaci neutronů v aktivní zóně reaktoru, což je dostatečné pro plynulé spuštění. Bez nich by reaktor mohl trpět rychlými výpadky energie během spouštění ze stavu s příliš malým počtem neutronů generovaných samostatně (nové jádro nebo po prodlouženém vypnutí).

Spouštěcí zdroje se obvykle vkládají do pravidelně rozmístěných pozic uvnitř aktivní zóny reaktoru , místo některých palivových tyčí .

Zdroje jsou důležité pro bezpečné spuštění reaktoru. Spontánní štěpení a kosmické záření slouží jako slabé zdroje neutronů, ale ty jsou příliš slabé na to, aby je mohla detekovat instrumentace reaktoru; spoléhání se na ně by mohlo vést k „slepému“ startu, což je nebezpečný stav. Zdroje jsou proto umístěny tak, aby neutronový tok, který produkují, byl vždy detekovatelný pomocí monitorovacích nástrojů reaktoru. Když je reaktor v odstaveném stavu, zdroje neutronů slouží k poskytování signálů pro detektory neutronů sledujících reaktor, aby se zajistilo, že jsou funkční. Rovnovážná hladina toku neutronů v podkritickém reaktoru závisí na síle zdroje neutronů; proto musí být zajištěna určitá minimální úroveň aktivity zdroje, aby byla zachována kontrola nad reaktorem v silně podkritickém stavu, zejména během spouštění.

Zdroje mohou být dvou typů:

Jsou-li použity primární zdroje plutonium-238 / berylium, mohou být připevněny buď na regulační tyče, které jsou odstraněny z reaktoru, když je napájen, nebo mohou být plátovány slitinou kadmia , která je neprůhledná pro tepelné neutrony (což snižuje transmutaci plutonia - 238 zachycením neutronů), ale transparentní pro rychlé neutrony produkované zdrojem.

  • Sekundární zdroje , původně inertní, se stanou radioaktivními a produkujícími neutrony až po aktivaci neutronů v reaktoru. Z tohoto důvodu bývají levnější. Vystavení tepelným neutronům slouží také k udržení aktivity zdroje (radioaktivní izotopy jsou jak spáleny, tak generovány v neutronovém toku). radioaktivním a jeho silné emise gama (1,7 MeV pro 124 Sb) interagují s beryliem-9 reakcí (γ, n) a poskytují fotoneutrony . V reaktoru PWR obsahuje jedna neutronová zdrojová tyč 160 gramů antimonu a zůstává v reaktoru po dobu 5–7 let. Zdroje jsou často konstruovány jako antimonová tyč obklopená vrstvou berylia a opláštěná nerezovou ocelí . Lze také použít slitinu antimon-berylium .

Řetězová reakce v prvním kritickém reaktoru, CP-1 , byla zahájena zdrojem neutronů radium-beryllium. Podobně v moderních reaktorech (po spuštění) postačuje opožděná emise neutronů ze štěpných produktů k udržení amplifikační reakce a zároveň k dosažení kontrolovatelné doby růstu. Ve srovnání je bomba založena na bezprostředních neutronech a roste exponenciálně v nanosekundách.

Reference