Паровой эффект и эффект обезвоживания активной зоны РБМК

Особенность ядерных реакторов канального типа, одним из представителей которых является реактор РБМК-1000, состоит в том, что свойства замедлителя нейтронов (графита, тяжелой воды) в различных режимах работы практически не изменяются. То-есть, с увеличением или уменьшением мощности замедлитель работает с прежней эффективностью. В реакторах типа ВВЭР наброс нагрузки ведет к росту температуры теплоносителя-замедлителя, снижению плотности последнего, ухудшению вследствие этого замедляющих и размножающих свойств активной зоны, главным образом, за счет прироста утечки нейтронов, потере реактивности, снижению мощности. Это существенное достоинство водо-водяных реак-торов, обеспечивающее их саморегулирование и самозащищенность.

В канальных реакторах теплоноситель - обычная вода обладает худшими по сравнению с графитом или тяжелой водой замедляющими свойствами по причине более интенсивного поглощения тепловых нейтронов. Надо сказать, что ее в таких реакторах относительно немного, что позволяет применять в них ядерное топливо с низким обогащением. Однако, поглощающие свойства обычной воды оказывают существенное влияние на безопасность эксплуатации канальных реакторов. Так, наброс нагрузки в РБМК-1000 вызывает повышение паросодержания воды в технологических каналах, что равносильно удалению части воды. Это, в свою очередь, равносильно удалению из активной зоны части поглотителей нейтронов, ведет к высвобождению реактивности и еще большему росту мощности реактора. Такую зависимость размножающих свойств ЯР от наличия воды в активной зоне и называют " паровым эффектом реактивности" или " эффектом обезвоживания" активной зоны реактора.

При увеличении реактивности ЯР до величины, равной b_ЭФ, происходит разгон реактора на мгновенных нейтронах – взрывообразный рост мощности в десятки тысяч раз...). Это является подтверждением возможности неконтролируемого разгона мощности ЯР при быстром удалении охлаждающей воды из каналов стержней СУЗ.

Надо сказать, что паровой эффект реактивности - не единственный из эффектов воздействующих на реактивность реактора РБМК. Например, эффект, связанный с изменением температуры графитовой кладки, т.е. с изменением замедляющих и поглощающих свойств графитового замедлителя. Однако, он существенно меньше по абсолютной величине и, главное, действует очень медленно, в соответствии с инерционным процессом прогрева массивных графитовых блоков. Поэтому в динамич-ном переходном или аварийном процессе интереса не представляет и здесь не рассматривается.