反应堆的中毒效应和毒物影响

1、反应堆的中毒效应和毒物影响毒物的影响随着反应堆的运行，反应堆中的裂变产物也随之积累。在这些裂变产物中，有些产物对中子的吸收截面较大，并且其份额也较大。这些裂变产物对中子的吸收会导致中子的有效利用系数降低，从而对反应堆反应性造成影响。2022/8/6146.中毒效应2022/8/62现考虑一个以235U为燃料的均匀热中子反应堆，其有效增殖系数为：KefffpPL作为近似，可以认为裂变毒物只是通过改变热中子利用系数f而影响反应堆的增殖系数Keff，对、p和PL没有影响。46.中毒效应2022/8/63设有毒物和无毒物时，反应堆的热中子利用系数为f和f，显然有：46.中毒效应2022/8/64若假设

2、有毒物和无毒物时反应堆的有效增殖系数为K和K，从而有：显然有： N(P2)；从而NXe 0，即135Xe的浓度会先增加；经过一段时间，功率降低导致的135I的产生率降低的效应逐渐体现出来，使得Nd逐渐减小，降低到和N相匹配的水平：Nd(P2)N(P2)。47.135Xe中毒2022/8/647功率提升时当反应堆的功率P提升（P1P2）时：中子通量增加；由于N与密切相关，从而立即增加；由于Nd对并不敏感，此时有：Nd(P1) N(P2)；从而NXe 21015a，其可视为是稳定的。48.149Sm中毒2022/8/65948.149Sm中毒2022/8/660简化处理为了简化计算，需要对149S

3、m的衰变链进行简化：149Nd的裂变产额为0.0113，半衰期为2h，相对149Pm的半衰期（54h）较短。可以忽略149Nd的中间作用，认为149Pm是在裂变时直接产生的。从而可得：PmNd48.149Sm中毒2022/8/661149Pm的动力学方程.产生项：149Pm的产生是通过裂变直接产生，具体表达式为：.消耗项：149Pm的消耗则主要是通过-衰变，变为149Sm：N2PmNPm48.149Sm中毒2022/8/662.动力学方程从而149Pm的动力学方程为：48.149Sm中毒2022/8/663149Sm的动力学方程.产生项149Sm的产生是通过149Pm衰变产生的。其产生率的具体

4、表达式为：N1PmNPm.消耗项149Sm的半衰期T1/2 21015a，可以认为其是稳定的。从而149Sm的消耗项的表达式为：48.149Sm中毒2022/8/664.149Sm的动力学方程从而149Sm的动力学方程为：48.149Sm中毒2022/8/665方程的求解与分析平衡149Sm中毒当反应堆达到稳定时，有：48.149Sm中毒2022/8/666从而可得：149Sm所具有的毒性为：48.149Sm中毒2022/8/667反应堆启动时的149Sm浓度虽然平衡时的149Sm的浓度与反应堆内中子通量密度水平没有关系。但是达到149Sm平衡所需的时间与的水平是密切相关的。对于149Sm而言，其达到平衡149Sm中毒的时间较长，一般需要几百个小时以上。48.149Sm中毒2022/8/668当反应堆启动后，堆芯功率水平立即达到一个稳定水平，即在t0时有：NPm(0)NSm(0)0根据以上初值条件，求解动力学方程可得：48.149Sm中毒2022/8/669其所具有的毒性为： 48.149Sm中毒2022/8