Импульсный исследовательский реактор периодического действия: проблемы и решения

• Автор: Шабалин, Евгений Павлович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 40 с. : ил.; 20х14 см

Глава 1: Модулятор реактивности для импульсного реактора периодического действия
Глава 2: Стохастическая динамика импульсного реактора периодического действия
Глава 3: Проблемы создания холодных замедлителей нейтронов
Заключение
Список литературы
Иллюстрации

Импульсный реактор периодического действия (общепринятая аббревиатура ИБР) - это реактор на быстрых нейтронах, работающий в режиме периодически и часто повторяющихся импульсов мощности 11,21*. Отличительная особенность ИБРов - наличие механического модулятора реактивности, который, в отличие от пусковых устройств реакторов самогасящихся, или апериодических /Колесов, Леваков/, обеспечивает циклический процесс глубокого изменения реактивности в течение неограниченного времени. Один раз за цикл длительностью от 0.01 до 10 секунд реактор на время менее одной миллисекунды переводится из состояния глубокой подкритичности (3-5% Щфф) в надкритическое состояние на мгновенных нейтронах. Это создает импульс мощности длительностью 40-240 мкс при незначительном фоне между импульсами (4-8% от средней мощности).
Идея такого реактора была выдвинута Д. И. Блохинцевым в 1955 году, и уже через полгода началась ее реализация. Теория ИБРа была создана И. И. Бондаренко и Ю. Я. Стависским в 1956 году (опубликована в 1959 г.1 Бондаренко!) и развита в дальнейшем автором и др. И, 2, Говорков, Asaoka, Larrimore, Blaeser, Schwalm, Козик/. Следует отметить, что независимо от Бондаренко и Ставис-ского теорию импульсного реактора периодического действия разрабатывали Т.Н.Зубарев в 1958 г ./Зубарев/ и D.Judd (1945 год, Манхеттенский проект; эта работа не опубликована в открытой печати). У обоих авторов временной ход реактивности был принят гармоническим, что не применимо к реальным случаям. Первый ИБР со средней мощностью 1 кВт и длительностью импульса 40 мкс был пущен в Дубне в Объединенном институте ядерных исследований 23 июня 1960 года/Блохин!. Все последующие ИБРы создавались только в Дубне, если не принимать во внимание японский реактор YAYOI /Ап! и серийные реакторы типа TRIGA /Whittemore/, которые могут работать в режиме периодически повторяющихся импульсов в течение только нескольких минут. В дальнейшем В.Д. Ананьев обосновал возможность повысить среднюю мощность реактора до 6 кВт, и с 1964 года реактор работал на мощности от 2 до 6 кВт /Ананьев, Франк/. Изначально ИБР предполагалось использовать для целей ядерной физики (измерение полных и парциальных нейтронных сечений, параметров нейтронных резонансов, уровней возбуждения ядер и т.п.) с применением метода спектроскопии нейтронов по времени пролета. Но уже вскоре после пуска на реакторе начала осуществляться программа изучения структуры и динамики конденсированных веществ методами рассеяния медленных нейтронов, предложенная Ф.Л.Шапиро и Б.Бурасом / Франк, Шапиро/. Вообще, довольно длинный импульс реактора был более адекватен задачам физики конденсированных сред.
Для сокращения импульса первый ИБР с 1964 года начал использоваться в режиме размножения нейтронов от нейтроно-производящей мишени электронного ускорителя-микротрона, в создании которого ведущую роль сыграли И. М. Матора, С. П. Капица И Р. В. Харьюзов / Ананьев, Ананьев-Анцупов,
Порядковым номером обозначены ссылки на работы, представленные к защите; остальные ссылки обозначены фамилией (-ями) первого (-ых) автора (-ов) работы.