Кратко — последствия и способы регенерации (в зависимости от типа замедлителя).
Последствия загрязнения замедлителя
- Снижение эффективности замедления → жёстче нейтронный спектр, меньше тепловых нейтронов и, как правило, снижение реактивности (k_eff). Реактивность: $\rho =\frac{k_{\text{eff}}-1}{k_{\text{eff}}}$.
- Падение мощности и изменение распределения потока: локальные переразогревы/недогревы топлива, изменение коэффициента поглощения поглотителями (если загрязнение адсорбирует нейтроны).
- Изменение кинетики и запаса реактивности: требуется больший ход стержней или борирование, может нарушиться запаса для безопасного останова.
- Изменение отклика на внешние возмущения (например, изменение паров/плотности): в конструкциях с положительным паровым/пустотным коэффициентом это может усилить небезопасные эффекты.
- Увеличение коррозии, радиационной активации загрязнений и отложений на поверхностях, рост активности циркулирующей воды/модератора и досрочное старение оборудования.
Возможные методы регенерации / очистки (по типам замедлителя)
1. Водные модераторы (легкая/тяжёлая вода, PWR/BWR/CANDU):
- Фильтрация и механическая очистка (сетки, фильтры, микрофильтрация, ультрафильтрация).
- Ионообменные смолы (деминерализация) для удаления растворённых примесей.
- Конденсатное полирование и системы химической очистки контура (CPC/CP).
- Вакуумное разгазирование/дегазация и воздухо- или паровая отгонка растворённых газов и летучих продуктов.
- Химическая обработка (окислители/восстановители) для перевода примесей в форму, удобную для удаления; контроль коррозии.
- Для тяжёлой воды — ректификация/дистилляция и специальные схемы детритирования (CECE, электрохимические методы) для удаления дейтерий/трития и растворённых примесей.
- Замена части объёма модератора при крупном загрязнении.
2. Графитовые модераторы:
- Термическая отжиг/«бейка» (annealing) для удаления адсорбированных газов и релаксации.
- Механическая очистка и удаление отложений с поверхностей; химическое травление/промывка для растворимых примесей.
- В ряде случаев — локальная вырезка/замена повреждённых блоков графита.
- Обработка для удаления радионуклидных отложений (химическая промывка, удержание пыли/фрагментов).
3. Органические/специальные модераторы:
- Регенерация фильтрацией, испарением/ректификацией, замена загрязнённой массы; контроль радиолиза и продуктов распада органики.
Оперативные и организационные меры
- Мониторинг активности, качества модератора, химсоставов и спектра нейтронов; раннее обнаружение трендов.
- Корректировка режима: компенсация бором/ходом стержней, перераспределение мощности до очистки.
- Плановые профилактические регенерации и поддержание систем очистки в рабочем состоянии.
- При серьёзном загрязнении — остановка реактора и комплексная очистка/замена модератора.
Вывод: конкретные последствия и методы зависят от типа модератора и характера продуктов распада; обычно сочетают онлайн-фильтрацию/ионообмен/дегазацию и при необходимости частичную или полную замену/термическую обработку.