Возможности контроля состояния ядерного реактора при помощи времени достижения заданного уровня числом нейтронов
Предлагается новый метод обнаружения нарушений нормальной работы ядерного реактора – по особенностям поведения моментов случайной величины времени достижения заданного уровня числом нейтронов в реакторе. При этом не требуется проводить какие-либо эксперименты. Не требуются также и громоздкие расчеты...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
|---|---|
| Datum: | 2013 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
2013
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/113451 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Возможности контроля состояния ядерного реактора при помощи времени достижения заданного уровня числом нейтронов / В.В. Рязанов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2013. — Вип. 21. — С. 5-12. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860258853278449664 |
|---|---|
| author | Рязанов, В.В. |
| author_facet | Рязанов, В.В. |
| citation_txt | Возможности контроля состояния ядерного реактора при помощи времени достижения заданного уровня числом нейтронов / В.В. Рязанов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2013. — Вип. 21. — С. 5-12. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
| description | Предлагается новый метод обнаружения нарушений нормальной работы ядерного реактора – по особенностям поведения моментов случайной величины времени достижения заданного уровня числом нейтронов в реакторе. При этом не требуется проводить какие-либо эксперименты. Не требуются также и громоздкие расчеты. Можно задаться произвольным изменением реактивности во времени и получить поведение моментов времени достижения заданного уровня, соответствующее этому изменению реактивности. Возможны и аналитические подходы к указанной задаче.
Пропонується новий метод виявлення порушень нормальної роботи ядерного реактора - за особливостями поведінки моментів випадкової величини часу досягнення заданого рівня числом нейтронів у реакторі. При цьому не потрібно проводити будь-які експерименти. Не потрібні також і громіздкі розрахунки. Можна
задатися довільною зміною реактивності в часі й отримати поведінку моментів часу досягнення заданого рівня,
відповідну цій зміні реактивності. Можливі й аналітичні підходи до зазначеної задачі.
A new method for detecting a malfunction in the reactor - on features of behavior of the moments of the random
variable time to achieve a given level of the number of neutrons in the reactor. Under the time to achieve a given
level of neutron numbers mean random time until it reaches a stochastic process for the total number of neutrons in the
reactor at this level. This value can be considered as a stochastic analog reactor period. At the points of dangerous
changes in reactivity, which can lead to a crash, the moments (such as mean and variance) of the random variable time
to achieve the level of the number of neutrons in the reactor have singularities. Modeling the behavior of these moments
for different processes in the reactor, we can keep track of their characteristics, thereby controlling the safety of the reactor.
The considered examples show the relationship between the possible malfunction in the reactor and the specific
behavior of the moments of the time to reach a level indicating a real possibility of the proposed method of control of
NPP safety. There is no need to conduct any experiments. Not be required and cumbersome calculations. They are as
follows the reactivity in time and get the behavior of the moments of time to achieve a given level, corresponding to the
change of reactivity. It is possible analytical approaches to this problem.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:52:39Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2013 ВИП. 21 5
--------------------------------- ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ --------------------------------
УДК 621.039.51
В. В. Рязанов
Институт ядерных исследований НАН Украины, просп. Науки, 47, Киев, 03068, Украина
ВОЗМОЖНОСТИ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА ПРИ ПОМОЩИ
ВРЕМЕНИ ДОСТИЖЕНИЯ ЗАДАННОГО УРОВНЯ ЧИСЛОМ НЕЙТРОНОВ
Предлагается новый метод обнаружения нарушений нормальной работы ядерного реактора – по осо-
бенностям поведения моментов случайной величины времени достижения заданного уровня числом нейтронов
в реакторе. При этом не требуется проводить какие-либо эксперименты. Не требуются также и громоздкие рас-
четы. Можно задаться произвольным изменением реактивности во времени и получить поведение моментов
времени достижения заданного уровня, соответствующее этому изменению реактивности. Возможны и анали-
тические подходы к указанной задаче.
Ключевые слова: контроль состояния реактора, время достижения заданного уровня числом нейтронов.
Введение
Случайная величина, характеризующая временные интервалы эволюции нейтронов, время до-
стижения некоторого заданного уровня числом нейтронов в реакторе, рассмотрена в [1 - 4]. Под вре-
менем достижения заданного уровня числом нейтронов понимается случайное время до момента до-
стижения случайным процессом для полного числа нейтронов в реакторе этого уровня. Эту величину
можно рассматривать как стохастический аналог периода реактора [1, 2], если выбрать соответству-
ющий уровень. В [2] получено распределение времени достижения уровня числом нейтронов в реак-
торе, из которого можно записать любые моменты этой величины, а также такие вероятностные ха-
рактеристики, как вероятность того, что время достижения уровня числом нейтронов находится в ка-
ких-то заданных пределах. В точках опасного изменения реактивности, которые могут привести к
аварийным ситуациям, моменты (например, среднее значение и дисперсия) случайной величины вре-
мени достижения уровня числом нейтронов в реакторе имеют особенности. В [2] получены выраже-
ния для моментов времени достижения уровня, учитывающие динамику изменения реактивности во
времени. Моделируя поведение этих моментов для различных процессов в реакторе, можно отслежи-
вать их особенности, контролируя тем самым безопасность реактора.
Для среднего времени достижения, вычисленного в соответствии с выражениями (1) из [2],
численный расчет дает следующую особенность при значении реактивности, равной доле запаздыва-
ющих нейтронов β, скачка реактивности на мгновенных нейтронах (рис. 1).
Рис. 1 Рис. 2
Приведем также пример особенности поведения дисперсии времени достижения
уровня для случая скачка на мгновенных нейтронах (рис. 2). По временной величине време-
ни достижения уровня проводится усреднение. Поэтому в настоящей работе предлагается
выделить два времени, т.е. надо различать интегрирование по времени усреднения, времени
достижения уровня Γ и текущее время t. Это разные времена. В [2] они рассматривались как
одно время, временная зависимость реактивности записывалась как ρ(t = Γ). Это, видимо,
может служить первым приближением. В общем случае надо выделить ρ(t, Γ). Зависимость
времени достижения уровня от текущего момента времени можно учесть, например, вводя
зависимости эффективного коэффициента размножения нейтронов k от текущего момента
времени t и от момента времени достижения уровня Γ.
© В. В. Рязанов, 2013
В. В. РЯЗАНОВ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2013 ВИП. 21 6
Возможности временного описания изменений реактивности и поведение среднего значения
и дисперсии времени достижения заданного уровня
Существуют, как минимум, три основных возможности временного описания изменений ре-
активности. В первом случае, как в [2], предполагается, что текущее время совпадает с простран-
ством усреднения по возможным временам усреднения, при этом реактивность зависит от времени
достижения уровня Γ, совпадающего с текущим временем t, ρ(Γ = t). Во втором случае для каждого
текущего момента времени t проводится усреднение по Γ величины ρ(Γ, t), затем учитываются зави-
симости ρ(t). В третьей возможности делаются предположения, сходные со вторым случаем, но не
выделено время Γ, а предполагается, что для каждого момента времени проводится усреднение, а по-
сле усреднения учитывается зависимость ρ(t). При Γ = t усреднение по Γ проводится с учетом того,
что ρ(Γ = t). Т.е. сначала усредняется по Γ в ρ(Γ, t), а затем учитывается и зависимость ρ(.,t). Такой
расчет дает более «сглаженные» зависимости от увеличения реактивности, среднее время достижения
уровня спадает не так резко, как без учета зависимости от текущего времени – для случая двух пиков
реактивности в рассмотренном ниже примере подключения петли главных циркуляционных насосов
(ГЦН).
Возможен еще один подход, когда учитывается зависимость реактивности от текущего вре-
мени ρ(t). Как в работе [2], проводится усреднение по t. А в полученные соотношения, как в третьем
случае, подставляется зависящая от времени реактивность ρ(t). Предполагается, что проведенное
усреднение по временам достижения уровня в один момент текущего времени так же может быть
проведено и в любой другой момент текущего времени, и записываются соотношения [2]
γ 0 1
0 0
(1 β) exp[ ω (ρ( ))] β exp[ ω (ρ( ))] ,
R R
эф
l Z t t dt b t t dt= − +∫ ∫
0 1 γ
0 0
Γ (1 β) exp[ ω (ρ( ))] exp[ ω (ρ( ))] /
R R
эфt t t dt b t t t dt l Zβ
= − +
∫ ∫ ; (1)
22 2 2 2
0 1 γ
0 0
Γ Γ ; Γ (1 ) exp[ ω (ρ( ))] exp[ ω (ρ( )) /
R R
эфD t t t dt b t t t dt l Zβ β
= − = − +
∫ ∫ ;
0 1 γ( Γ , ) (1 ) exp[ ω (ρ( ))] β exp[ ω (ρ( ))] /
c c
эф
a a
P a c t t t dt b t t dt l Zβ
< < = − +
∫ ∫ ,
где lэф = 1/vΣa≈10-8-10-3 c – среднее эффективное время жизни нейтрона; v, Σa – средняя скорость и
сечение поглощения нейтронов соответственно; для тепловых нейтронов lэф = 1/vΣa≈10-3 c; Γмакс R=
- некоторое максимально возможное время достижения уровня; ρ ( 1) /k k= − – реактивность реакто-
ра; 1λ 0,077 c−= – эффективная постоянная распада предшественников запаздывающих нейтронов;
β 0,0065= – доля запаздывающих нейтронов; для случая объединения запаздывающих нейтронов в
одну эффективную группу для величины ω записано квадратное уравнение вида
ρ(ω λ) ω (ω λ) βωэфk l k+ = + + ,
два решения которого имеют вид
1/2
1/2 5 3
0 2
1/2
1/2
1 2 2
ρ β 4ρ
ω 1 1 1 (1 4 ) ; λ 7,7 10 при 10 c;
2 ( ρ β ) 2
ρ β 4ρ ρ
ω 1 1 1 (1 4 ) ; ρ β ; .
2 ( ρ β ) 2
эф эф эф
эф
k k b kb Y
l d b l l
k k b
k k b kb Y k b
l d Y k k b d
k k b Y
− −
− −
= + + = + + = = ⋅ ≈ − −
− −
= − + = − + = − − = − −
Расчеты моментов времени достижения уровня числом нейтронов могут быть проведены для
произвольных явлений, сопутствующих работе реактора, например при изменении реактивности
вследствие изменения состава активной зоны, выгорания ядерного топлива, отравления реактора,
ксеноновых колебаний и т.д.
ВОЗМОЖНОСТИ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2013 ВИП. 21 7
1000
1500
2000
2500
3000
0 10 20 30 40 50
0
0.05
0.10
0.15
реактивность
тепловая
нейтронная
время, с
м
о
щ
н
о
с
ть
, М
В
т
р
е
а
кт
и
в
н
о
с
ть
, %
Рассмотрим пример. В работе [4] рассмотрено подключение ранее неработавшей петли при
работе реакторной установки на двух ГЦН. В режиме "подключение ГЦН ранее неработавшей петли"
увеличение расхода и снижение температуры теплоносителя на входе в реактор со стороны подклю-
чаемой петли обусловливает ярко выраженное ассиметричное поведение характеристик активной зо-
ны. В результате подключения ранее неработавшей петли на первых десяти секундах переходного
процесса происходит увеличение расхода теплоносителя через реактор. Увеличение расхода приво-
дит к уменьшению подогрева теплоносителя по активной зоне и, следовательно, к снижению средней
температуры теплоносителя в реакторе. Вследствие отрицательного температурного коэффициента
реактивности в реактор вводится положительная реактивность (рис. 3, первый пик реактивности со-
ставляет 0,13 %). Введение положительной реактивности приводит к увеличению нейтронной и теп-
ловой мощности реактора (см. рис. 3).
На 7-й секунде холодный теплоноси-
тель подключаемой петли начинает поступать
в активную зону, вызывая дополнительное
увеличение реактивности (см. рис. 3, второй
пик) и дальнейший рост нейтронной мощности
реактора, максимальное значение которой до-
стигает величины 2924 МВт на 9,1 с. Второй
пик реактивности получается ниже первого и
составляет 0,09 %.
Максимальное значение тепловой мощ-
ности реактора в переходном процессе состав-
ляет 2653 МВт. В дальнейшем, вследствие дей-
ствия обратных связей, реактивность стремит-
ся к нулю, а нейтронная и тепловая мощность
стабилизируются на уровне 2255 МВт к концу переходного процесса.
Ярко выраженный перекос поля энерговыделения вызывает рост интегральной нейтронной
мощности максимально нагруженного твэла с 55 до 126 кВт (выбег мощности 129 %), а тепловой с 55
до 110 кВт (выбег мощности 100 %). При этом максимальное значение температуры топлива в пере-
ходном процессе достигает величины 1998 °С для твэла, минимальная величина коэффициента запаса
составляет 1,15, т.е. соблюдаются критерии приемлемости для данного типа аварии.
Рассмотрим изменения по величине первого и второго пиков положительной реактивности и
влияние этих изменений на среднее время достижения уровня. Обозначим m величину первого пика
реактивности. Численный расчет зависимости среднего времени достижения уровня от величины
первого пика положительной реактивности m показан на рис. 4.
Рис. 4 Рис. 5
Видно, что при росте величины первого пика положительной реактивности m значения сред-
него времени достижения уровня, соответствующие периоду реактора, снижаются до опасно малых
значений (меньше 10 с). Предполагается, что время достижения уровня имеет некоторое максималь-
ное значение R1.
Аналогично рассматривается зависимость от величины второго пика реактивности, обозна-
ченного m1. Эта зависимость при m = m2 = 0,127·10-2 показана на рис. 5. На рис. 6 показана зависи-
мость от m1 при m = 0,0069.
Если проводить расчет, как отмечено выше, по второму случаю, когда учитывается зависи-
мость эффективного коэффициента размножения k и реактивности ρ от времени достижения и от те-
Рис. 3
В. В. РЯЗАНОВ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2013 ВИП. 21 8
кущего момента времени, то после усреднения по значениям времен достижения Γ можно получить
зависимости от текущего момента времени, обозначенного t = t1, ff ttttk Γ>=ΓΓ≤=ΓΓ ,0,,),,( ,
где Γf - случайный момент окончания времени жизни. По
времени Γ проводится усреднение, а текущее время t = t1
учитывает реальную динамику системы, происходящие в
системе изменения, вызванные внешними воздействиями и
внутренними причинами. В настоящем подходе надо выде-
лить ρ(t, Γ).
Расчеты по формулам (1), где учитывалась зависи-
мость реактивности от времени, соответствующая рис. 3, и
предполагалась зависимость реактивности от двух времен-
ных аргументов в виде ρ (Γ + t1), по времени достижения Γ
Рис. 6
проводится усреднение, t1 – текущее время, приводят к зависимостям среднего времени достижения
уровня, соответствующего периоду реактора, от величины первого пика реактивности m при значе-
ниях t1 = 4, 40, 100, 120, изображенным на рис. 7.
Зависимости среднего времени достижения уровня от текущего момента времени t1 при раз-
ных величинах первого пика реактивности m при значениях m = 0,27·10-2, 0,3·10-2, 0,9·10-2, 1,7·10-2,
0,3·10-1, 0,5·10-1, 0,7·10-1, 0,9·10-1 приведены на рис. 8:
а б
в г
Рис. 7
а б
(Продолжение следует)
ВОЗМОЖНОСТИ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2013 ВИП. 21 9
в г
д е
ж з
Рис. 8
Для дисперсии расчеты для таких же условий (зависимости дисперсии достижения уровня от
m при разных значениях t1 и зависимости дисперсии достижения уровня от t1 при разных значениях
m) дают результаты, представленные на рис. 9 и 10.
а б
в г
Рис. 9
В. В. РЯЗАНОВ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2013 ВИП. 21 10
а б
в г
д е
ж з
Рис. 10
Обсуждение
Рис. 1 и 2 демонстрируют действенность предлагаемого метода. В точке скачка на мгновен-
ных нейтронах, где, как известно, поведение реактора испытывает особенность, особенности испы-
тывают и моменты случайной величины времени достижения уровня числом нейтронов. Особенно-
сти моментов могут быть разного рода. Так, на рис. 4 - 6 показано, что при повышении пиков поло-
жительной реактивности на примере рис. 3 само поведение моментов плавное, но среднее время до-
стижения, соответствующее периоду реактора, уменьшается до опасно малых значений.
На рис. 7 и 9 показаны зависимости среднего значения и дисперсии времени достижения от
величины первого пика положительной реактивности на примере рис. 3 для различных моментов те-
кущего времени, а на рис. 8 и 10 - зависимости среднего значения и дисперсии времени достижения
от текущего момента времени для разных значений величины первого пика положительной реактив-
ности на примере рис. 3. Поведение дисперсии, ее максимумы, соответствующие росту флуктуаций,
можно рассматривать как возможные особенности поведения системы в точках вероятных опасных
ВОЗМОЖНОСТИ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2013 ВИП. 21 11
изменений. Отметим, что полученные в расчетах максимумы дисперсии совпадают с первыми мо-
ментами достижения опасно малых уровней средними значениями времени достижения уровня, со-
ответствующими опасно малым периодам реактора. На рис. 8, е - з для среднего значения времени
достижения получены разрывы кривой. Такие же разрывы кривой получены и на рис. 10, е - з для
дисперсии времени достижения уровня. При некоторых значениях параметра (текущего момента
времени в данном случае) не существует значений среднего значения и дисперсии времени достиже-
ния уровня. Аналогичные разрывы зависимости среднего времени достижения уровня получены в [5]
для примера из работы [6], рассмотренного в [2], для различных значений начального возмущения
реактивности ρвозм = p(= 0,002, …). Такого рода разрывы, видимо, также соответствуют каким-то осо-
бенностям поведения реакторной системы. На рис. 7, б - г средние значения времени достижения, в
отличие от рис. 7, а, растут с ростом первого пика положительной реактивности m, оставаясь, тем не
менее, опасно малыми.
Заключение
В предлагаемом подходе к контролю состояния и пределов безопасной эксплуатации реактора
неоднозначным остается вопрос о корректном выборе временных зависимостей реактивности: зави-
симостей от текущего момента времени и зависимости от времени достижения уровня, по которой
проводится усреднение. Кроме рассмотренного в настоящей работе примера, зависимость от времени
t и от момента достижения уровня Γ можно задавать, например, в таком виде, когда t→ (t + Γ)/2.
Можно также решать задачу аналитически, исследуя, например, производную от среднего времени
достижения уровня по какому-то параметру. Можно зависимости от R1, дисперсии, среднего сопо-
ставлять с временными изменениями, - это другая возможность учета изменений во времени.
Рассмотренный в работе пример – только один из практически неограниченного множества
других возможных примеров. Так, в [5] был рассмотрен случай саморегулирования реактора при ро-
сте начального возмущения реактивности [6]. Этот пример без роста начального возмущения реак-
тивности рассматривался в [2]. Рассмотренные примеры показывают связь между возможными
нарушениями нормальной работы реактора и особенностями поведения моментов времени достиже-
ния уровня, указывая тем самым на реальные возможности предлагаемой методики контроля без-
опасности АЭС. Но поставленная задача - контроль состояния ядерного реактора при помощи време-
ни достижения заданного уровня числом нейтронов - требует дальнейшего детального исследования.
Надо установить связь между особенностями поведения моментов случайной величины времени до-
стижения уровня и возможными нарушениями стационарной работы реактора, провести классифика-
цию особенностей и т.д.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ryazanov V.V. Distribution of the neutron lifetime in a nuclear reactor // The 3nd International Conference Current
Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy, June 7 - 12, 2010 Kyiv, Ukraine, Institute for Nuclear Research
NAS of Ukraine, 2011, Proceedings of the NPAE-2010, p. 544 - 548.
2. Рязанов В.В. Распределение времени достижения уровня числом нейтронов и период реактора // Атомная
энергия. – 2011. - T. 110, вып. 6. - C. 307 - 317.
3. Рязанов В.В. Стохастический аналог периода реактора – время достижения заданного уровня числом
нейтронов // Проблеми безпеки атомних електростанцiй i Чорнобиля. – 2012. - Вип. 19. - С. 11 - 19.
4. Овдиенко Ю. Н. Оценка безопасности ВВЭР-1000 в переходных режимах эксплуатации и реактивностных
авариях с использованием модели пространственной кинетики: Дис. ... канд. техн. наук. – К., 2010.
5. Ryazanov V.V. Stochastic analog of reactor period - time to reach a given level of number of neutrons. The 4-nd
International conference: Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy, Sept. 3 - 7, 2012. Book of ab-
stracts. Kyiv, р. 128 - 129.
6. Саркисов А.А., Пучков В.Н. Физические основы эксплуатации ядерных паропроизводящих установок. - М.:
Энергоатомиздат, 1989. - 504 с.
В. В. Рязанов
Iнститут ядерних дослiджень НАН України, просп. Науки, 47, Київ, 03068, Україна
МОЖЛИВОСТІ КОНТРОЛЮ СТАНУ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА ЗА ДОПОМОГОЮ ЧАСУ
ДОСЯГНЕННЯ ЗАДАНОГО РIВНЯ ЧИСЛОМ НЕЙТРОНІВ
Пропонується новий метод виявлення порушень нормальної роботи ядерного реактора - за особливос-
тями поведінки моментів випадкової величини часу досягнення заданого рівня числом нейтронів у реакторі.
В. В. РЯЗАНОВ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2013 ВИП. 21 12
При цьому не потрібно проводити будь-які експерименти. Не потрібні також і громіздкі розрахунки. Можна
задатися довільною зміною реактивності в часі й отримати поведінку моментів часу досягнення заданого рівня,
відповідну цій зміні реактивності. Можливі й аналітичні підходи до зазначеної задачі.
Ключові слова: контроль стану реактора, час досягнення заданого рівня числом нейтронів.
V. V. Ryazanov
Institute for Nuclear Research NAS of Ukraine, Prospekt Nauki, 47, Kyiv, 03068, Ukraine
POSSIBILITY OF NUCLEAR REACTOR CONTROL THROUGH TIME ACHIEVE A GIVEN LEVEL
OF THE NUMBER OF NEUTRONS
A new method for detecting a malfunction in the reactor - on features of behavior of the moments of the ran-
dom variable time to achieve a given level of the number of neutrons in the reactor. Under the time to achieve a given
level of neutron numbers mean random time until it reaches a stochastic process for the total number of neutrons in the
reactor at this level. This value can be considered as a stochastic analog reactor period. At the points of dangerous
changes in reactivity, which can lead to a crash, the moments (such as mean and variance) of the random variable time
to achieve the level of the number of neutrons in the reactor have singularities. Modeling the behavior of these moments
for different processes in the reactor, we can keep track of their characteristics, thereby controlling the safety of the re-
actor. The considered examples show the relationship between the possible malfunction in the reactor and the specific
behavior of the moments of the time to reach a level indicating a real possibility of the proposed method of control of
NPP safety. There is no need to conduct any experiments. Not be required and cumbersome calculations. They are as
follows the reactivity in time and get the behavior of the moments of time to achieve a given level, corresponding to the
change of reactivity. It is possible analytical approaches to this problem.
Keywords: monitoring of the reactor, the time to reach a given level of the number of neutrons.
REFERENCES
1. Ryazanov V.V. Distribution of the neutron lifetime in a nuclear reactor // The 3nd International Conference Current
Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy, June 7 - 12, 2010 Kyiv, Ukraine, Institute for Nuclear Research
NAS of Ukraine, 2011, Proceedings of the NPAE-2010, p. 544 - 548.
2. Ryazanov V.V. Neutron number first-passage time distribution and the reactor time constant // Atomic Energy. -
October 2011. - Vol. 110. - Iss. 6. - P. 376 - 388.
3. Ryazanov V.V. Stochastic analog reactor period – time achievement a given level of number of neutrons // Prob-
lemy bezpeky atomnyh electrostantsiy i Chornobylya (Problems of nuclear power plants and of Chornobyl). –
2012. - . Iss. 19. - P. 11 - 19. (Rus)
4. Ovdienko Yu. N. Safety assessment of VVER-1000 transient operating conditions and reactivity accidents using a
model of the spatial kinetics. Dissertation for the degree of PhD. - Kyiv, 2010. (Rus)
5. Ryazanov V.V. Stochastic analog of reactor period - time to reach a given level of number of neutrons. The 4-nd
International conference: Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Energy, Sept. 3 - 7, 2012. Book of ab-
stracts. Kyiv, р. 128 - 129.
6. Sarkisov A.A., Puchkov V.N. Physical basis of the operation of nuclear steam generating plants. - Moskwa: Ener-
goatomizdat, 1989. - 504 p. (Rus)
Надійшла 28.01.2013
Received 28.01.2013
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-113451 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1813-3584 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:52:39Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Рязанов, В.В. 2017-02-08T18:17:38Z 2017-02-08T18:17:38Z 2013 Возможности контроля состояния ядерного реактора при помощи времени достижения заданного уровня числом нейтронов / В.В. Рязанов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2013. — Вип. 21. — С. 5-12. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1813-3584 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/113451 621.039.51 Предлагается новый метод обнаружения нарушений нормальной работы ядерного реактора – по особенностям поведения моментов случайной величины времени достижения заданного уровня числом нейтронов в реакторе. При этом не требуется проводить какие-либо эксперименты. Не требуются также и громоздкие расчеты. Можно задаться произвольным изменением реактивности во времени и получить поведение моментов времени достижения заданного уровня, соответствующее этому изменению реактивности. Возможны и аналитические подходы к указанной задаче. Пропонується новий метод виявлення порушень нормальної роботи ядерного реактора - за особливостями поведінки моментів випадкової величини часу досягнення заданого рівня числом нейтронів у реакторі. При цьому не потрібно проводити будь-які експерименти. Не потрібні також і громіздкі розрахунки. Можна
 задатися довільною зміною реактивності в часі й отримати поведінку моментів часу досягнення заданого рівня,
 відповідну цій зміні реактивності. Можливі й аналітичні підходи до зазначеної задачі. A new method for detecting a malfunction in the reactor - on features of behavior of the moments of the random
 variable time to achieve a given level of the number of neutrons in the reactor. Under the time to achieve a given
 level of neutron numbers mean random time until it reaches a stochastic process for the total number of neutrons in the
 reactor at this level. This value can be considered as a stochastic analog reactor period. At the points of dangerous
 changes in reactivity, which can lead to a crash, the moments (such as mean and variance) of the random variable time
 to achieve the level of the number of neutrons in the reactor have singularities. Modeling the behavior of these moments
 for different processes in the reactor, we can keep track of their characteristics, thereby controlling the safety of the reactor.
 The considered examples show the relationship between the possible malfunction in the reactor and the specific
 behavior of the moments of the time to reach a level indicating a real possibility of the proposed method of control of
 NPP safety. There is no need to conduct any experiments. Not be required and cumbersome calculations. They are as
 follows the reactivity in time and get the behavior of the moments of time to achieve a given level, corresponding to the
 change of reactivity. It is possible analytical approaches to this problem. ru Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля Проблеми безпеки атомних електростанцій Возможности контроля состояния ядерного реактора при помощи времени достижения заданного уровня числом нейтронов Можливості контролю стану ядерного реактора за допомогою часу досягнення заданого рiвня числом нейтронів Possibility of nuclear reactor control through time achieve a given level of the number of neutrons Article published earlier |
| spellingShingle | Возможности контроля состояния ядерного реактора при помощи времени достижения заданного уровня числом нейтронов Рязанов, В.В. Проблеми безпеки атомних електростанцій |
| title | Возможности контроля состояния ядерного реактора при помощи времени достижения заданного уровня числом нейтронов |
| title_alt | Можливості контролю стану ядерного реактора за допомогою часу досягнення заданого рiвня числом нейтронів Possibility of nuclear reactor control through time achieve a given level of the number of neutrons |
| title_full | Возможности контроля состояния ядерного реактора при помощи времени достижения заданного уровня числом нейтронов |
| title_fullStr | Возможности контроля состояния ядерного реактора при помощи времени достижения заданного уровня числом нейтронов |
| title_full_unstemmed | Возможности контроля состояния ядерного реактора при помощи времени достижения заданного уровня числом нейтронов |
| title_short | Возможности контроля состояния ядерного реактора при помощи времени достижения заданного уровня числом нейтронов |
| title_sort | возможности контроля состояния ядерного реактора при помощи времени достижения заданного уровня числом нейтронов |
| topic | Проблеми безпеки атомних електростанцій |
| topic_facet | Проблеми безпеки атомних електростанцій |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/113451 |
| work_keys_str_mv | AT râzanovvv vozmožnostikontrolâsostoâniââdernogoreaktorapripomoŝivremenidostiženiâzadannogourovnâčislomneitronov AT râzanovvv možlivostíkontrolûstanuâdernogoreaktorazadopomogoûčasudosâgnennâzadanogorivnâčislomneitronív AT râzanovvv possibilityofnuclearreactorcontrolthroughtimeachieveagivenlevelofthenumberofneutrons |