Кратко — по физике и по практическим мерам. Замечание: конкретные действия зависят от типа реактора $PWR,BWR,CANDUит.п.$, от конструктивных особенностей $коэффициентыреактивности,системыаварийнойзащиты$ и от утверждённых аварийных процедур станции. Ниже — общие физические механизмы и сравнительная оценка мер.

1) Как температура и давление охлаждающей среды влияют на нейтронный поток и реактивность

Плотность модератора $воды$. При нагреве вода расширяется, её плотность падает — меньше замедления $меньшеэффективнойконцентрациитепловыхнейтронов$ → обычно отрицательная отзывная реакция $уменьшениереактивностиинейтронногопотока$. При охлаждении плотность растёт → может добавиться положительная реактивность. Эффект проявляется по мере изменения плотности и распределения пара/жидкости в активной зоне.

Парообразование $voideffect$. Переход жидкости в пар уменьшает локальную модерацию. Для многих конструкций $включаябольшинствоPWR$ образование паровых полостей даёт отрицательную реактивность; для некоторых — особенно у определённых БР $иунекоторыхэкспериментальныхсхем$ — коэфф. пустот может быть менее отрицательный или даже положительный. Следовательно, при снижении давления и активном кипении реактивность может как падать, так и расти в зависимости от конструкции.

Допплеровский эффект $тепловоерасширениеоболочкитопливаиширинарезонансныхуровней$. Повышение температуры топлива расширяет резонансные уровни поглощения у теплового и эпитермального нейтронного спектра $широкиерезонансныепоглощенияуU-238$ → увеличивается поглощение на резонансах → отрицательная обратная связь $уменьшениереактивности$. Допплеровский эффект действует быстро и обычно очень стабилизирует реактор при кратковременных скачках мощности.

Давление. Само по себе давление косвенно влияет через предотвращение/появление кипения: в PWR повышение давления подавляет кипение, удерживает воду в жидком состоянии $повышеннаяплотность$ — это влияет на модерацию. В BWR и др. понижение давления ведёт к увеличению пустот $большепара$ и соответственно изменению реактивности по связанной с конструкцией зависимости.

Кинетика нейтронного потока: действия, влияющие на "мгновенную" $промптную$ компоненту, действуют очень быстро; изменения модерации и распределения по теплоносителю/пару могут влиять медленнее, с временными запаздываниями, обусловленными гидродинамикой и теплопередачей.

2) Эффективность и особенности основных мер при разных сценариях
Общие замечания: быстрый SCRAM $полноеи/иличастичноеопусканиестержнейаварийнойзащиты$ — первоочередной и наиболее надёжный способ быстрого вывода в безопасное состояние. Другие меры дополняют SCRAM или служат резервом, а также решают задачу охлаждения и длительного поддержания субкритичности.

Опускание стержней $SCRAM$

Достоинства: самая быстрая и детерминированная мера для снятия положительной реактивности; действует на промптную компоненту. Независимо от гидродинамики теплоносителя.

Ограничения: если стержни заклинены/отказали — требуется резервная защита. Полное опускание не решает проблему отвода тепла от раскалённого топлива.

На каких сценариях: при аварийном приросте реактивности $внезапноевведениеположительнойреактивности,выскокаямощность$ — первоочередная мера. Также при LOCA и перегреве делается SCRAM в сочетании с системами охлаждения.

Инъекции поглощающих растворов $растворённыепоглотители,напримерборвPWR$

Достоинства: позволяют компенсировать избыточную реактивность в масштабе всего корпуса; полезны как резерв или для длательного поддержания субкритичности; если вводить борированную воду через ECCS, можно и охлаждать одновременно.Ограничения и риски: действие медленнее по сравнению с механическими стержнями $зависитотгидродинамикииперемешиваниявактивнойзоне$; риск неравномерной концентрации $borondilution$ — локальные «пятна» слабого борирования могут привести к локальной перекритичности; необходимость контроля концентрации и корректного смешивания.На каких сценариях: если стержни не сработали или недостаточно $механическиеотказы$, для длительного поддержания субкритичности после SCRAM, при необходимости компенсации больших запасов положительной реактивности $напримерпослеостановкиприбольшойотрицательнойтемпературнойобратнойсвязи$.

Изменение циркуляции теплоносителя $увеличение/уменьшениерасхода$

Достоинства: быстро влияет на отвод тепла и на распределение температуры/пара; может быстро снизить температуру и, соответственно, реактивность через плотностные и допплеровские эффекты.Ограничения: влияние на реактивность зависит от конструкции — у PWR увеличение потока повышает охлаждение и поддерживает плотность жидкости $можетвнестиположительнуюреактивностьпомодерации$, у BWR увеличение потока снижает долю пустот $увеличиваетмодерацию$ и может увеличить реактивность. Таким образом изменение расхода может быть «двухлезвенным» мечом: оно убирает тепло, но в некоторых режимах добавляет реактивность. Кроме того, при потере целостности контура насосы могут не работать; гидродинамические переходы могут вызвать нежелательные колебания.На каких сценариях: при перегреве и проблемах с отводом тепла — увеличение охлаждения как доп. мера; при BWR/условиях с положительным эффектом пустот изменение давления/расхода требует осторожности — решение принимают по конкретным данным.

3) Типовые сценарии и приоритет действий $сравнительнаяоценка$

Внезапное, значительное положительное введение реактивности $например,механическаяавария,выбросстержня$:
1) Немедленный SCRAM $опусканиестержней$ — первоочередно.
2) Если SCRAM частично/полностью не сработал — инъекция растворённого поглотителя или запуск резервной системы аварийного поглощения.
3) Мониторинг и управление теплоносителем $увеличениециркуляции/отводтепла$ после того, как мощность снижается.

Потеря теплоносителя / LOCA:

Физика: потеря жидкости может уменьшить модерацию $обычноснижаетреактивность$, но при образовании пара возможны сложные локальные эффекты. Главная опасность — вскрытие активной зоны и перегрев топлива.Приоритет мер:
1) SCRAM.
2) Обеспечить покрытие и охлаждение активной зоны — запустить ECCS $обычноборированиеподачипредпочтительновPWR$.
3) Избегать разбавления бором $borondilution$ при инъекции воды; контролировать концентрацию поглотителя.
4) Восстановление циркуляции и давление в системе в допустимых пределах по процедурам.Замечание: в некоторых конфигурациях быстрая подача холодной воды может сопровождаться временными изменениями реактивности $засчётизменениятемпературтопливаимодератора$, поэтому процедуры дозирования и концентрации критичны.

Повышение температуры/перегрев без потери теплоносителя $отказсистемохлаждения$:
1) SCRAM.
2) Увеличение циркуляции/отдачи тепла $еслиэтонеприводиткувеличениюреактивностивданнойконфигурации$.
3) Доп. инъекция поглотителя для удержания запасов положительной реактивности.
4) Использование систем удалённого отвода остаточного тепла.

Сценарий с разбавлением бором $borondilution$ или потерей растворённого поглотителя:

Риск роста реактивности при подаче слабо борированной воды.Меры: немедленное SCRAM, прекращение подачи разбавляющей воды, введение/замена на борированную подачу, использование механических стопоров и резервных систем поглощения.

4) Практические указания оператора/проектировщика $обобщённо$

Первое действие при критической/неуправляемой экспоненте мощности — SCRAM.Одновременное $илиследующее$ обеспечение охлаждения — не менее важно: низкая реактивность без охлаждения всё равно приведёт к повреждению топлива.При применении растворённых поглотителей контролировать их концентрацию и перемешивание; учитывать риск локальных зон с пониженным содержанием поглотителя.Изменение циркуляции — использовать как средство охлаждения, но оценивать его влияние на модерацию и реактивность для данного типа реактора.Всегда руководствоваться аварийными процедурами реакторной установки и рекомендациями производителя/регулятора.

5) Вывод
Факторы температуры, давления и плотности теплоносителя влияют на реактивность через модерацию, парообразование и допплеровские эффекты; итоговое изменение нейтронного потока определяется знаком и величиной соответствующих коэффициентов $температурного,пустотногоидопплеровского$, которые специфичны для конструкции. Самая надежная и быстрая мера — механическое аварийное отключение $опусканиестержней$; инъекции растворённых поглотителей и управление циркуляцией — важны как дополнение для удержания субкритичности и обеспечения охлаждения, но их эффект и риски зависят от типа реактора и от конкретной аварийной картины.

Если нужно, могу:

привести отличия для конкретных типов реакторов $PWRvsBWRvsCANDU$;описать типичные значения знаков коэффициентов для распространённых конструкций $какиекоэффициентыобычноотрицательные/положительные$ без числовых деталей процедур;или кратко перечислить основные пункты аварийных процедур, принятых на PWR/BWR $безинструкцийповыполнению$.