بررسی فیزیک یک رآکتور بستر - شارشی خود - ایمن

در این مقاله پیشنهاد جدیدی درباره طراحی راکتور شکافته ارایه شده است که در مقابل اتفاقهای ناشی از خراب شدن خنک کننده کاملا معنون است. در این راکتور پیشنهادی خود - ایمن، گلوله های سوخته بر اثر تعادل بین نیروی وزن و نیروی مقاومی که جریان هلیوم خنک کننده به گلوله وارد می کند، به صورت شناور نگه داشته می شوند. به علاوه طراحی سیستم به صورتی است که اندازه نیروی مقاوم در طول بستر جریان، اندکی تغییر میکند و این تغییر به گونه ای است که سبب پایداری بستر شاره می شود. هرگونه اتفاقی که بر اثر خراب شدن خنک کننده (LOCA) یا افت جریان (LOFA) پیش بیاید، باعث می شود که نیروی مقاوم کم شود یا از بین برود و در نتیجه گلوله های سوخت بر اثر نیروی وزن سقوط کنند و از قلب رآکتور خارج شوند. این گلوله ها پس از خروج، در منطقه ای که سیستم در حالت تحت بحرانی است قرار می گیرند و خنک می شوند و مسیله ذوب شدن قلب رآکتور منتفی می شود. با تغییر سرعت خنک کننده، تخلخل بستر تغییر میکند و معلوم شده است که این امر سبب تغییر در ضریب تکثیر سیستم می شود، و از آن می توان برای کنترل سیستم استفاده کرد. با تسیین تخلخلی که به ازای آن ضریب تکثیر بی نهایت سیستم دارای مقدار بیشینه است و فرض قرارگرفتن سیستم در آن تخلخل، ارتفاع موثر قلب و سرعت لازم گاز هلیوم برای قرار داشتن سیستم در آن تخلخل محاسبه شده است. با مشخص شدن وضعیت مکانیکی سیستم محاسبات رآکتور فیزیکی با استفاده از روش پخش نوترون و معادله انتقال انجام شده و شعاع بحرانی سیستم برای تولید 300 مگاوات تعیین شده است. توزیع شار برای نوترونهای گرمایی و نوترونهای سریع در درون قلب و بازتابنده با استفاده از روش محاسبات دو گروهی محاسبه و رسم شده است. لازم به تذکر است که در اکثر این محاسبات استفاده از کدهای پیشرفته میسر نبود، زیرا طراحی مورد نظر با سایر راکتورهای معمولی که تا به حال طراحی شده اند و از آنها استفاده می شود مغایر است.