مطالعه آثار نوترون های تأخیری در دینامیک راکتور های هسته ای

هدف در این پایان نامه بررسی نقش نوترون های تأخیری بر دینامیک راکتور است. نوترون های تأخیری از بعضی از پاره های شکافت، که آنها را نیا هسته می نامیم، به وجود می آیند. نیا هسته ها با نیمه عمر های متفاوتی واپاشی بتازا کرده و بلافاصله پس از واپاشی بتازا نوترون گسیل می دارند. مدت زمانی را که بعد از واکنش شکافت طول می کشد تا این نوترون ها تولید شوند را برابر طول عمر نیا هسته ها در نظر می گیریم. با توجه به اینکه مدت زمان لازم برای تولید این نوترون ها در مقایسه با زمان لازم برای تولید نوترون های آنی، بسیار بیشتر است این نوترون ها را نوترون های تأخیری می نامند. نوترون های تأخیری در شش گروه دسته بندی می شوند که نیمه عمر های متفاوتی دارند. (از حدود کسری از ثانیه تا بالای 50 ثانیه ) در هر راکتور با سوخت خاص خود، هر دسته از نوترون های تأخیری فراوانی خاص خود را دارند. با توجه به فراوانی نسبی هر دسته از نوترون های تأخیری و نیمه عمر نیا هسته های آنها نیمه عمر متوسطی برای نیا هسته ی نوترون های تأخیری به دست می آوریم. این نیمه عمر به هسته شکافت پذیر اولیه و همچنین به انرژی نوترون فرودی وابسته است. نوترون های تأخیری گرچه کسر کوچکی از نوترون های تولید شده در راکتور را تشکیل می دهند، ولی به علت اینکه نسبت به نوترون های آنی در مدت زمان طولانی تری پس از واکنش شکافت تولید می شوند تأثیر به سزایی بر روی پریود راکتور می گذارند، که خود باعث می شود زمان لازم برای کنترل راکتور را در اختیار داشته باشیم. هدفی که در اینجا دنبال می شود محاسبه زمان عمر متوسط گروه های مختلف نیا هسته های تولید کننده نوترون تأخیری است. در پایان برای چند راکتور با هندسه خاص و همچنین کند کننده های مختلف نقش نوترون های تأخیری را مورد بررسی قرار داده ایم. هندسه های خاصی که در نظر گرفته شده شامل یک راکتور دو صفحه ای نامحدود، راکتور مکعبی شکل، راکتور استوانه ای و راکتور کروی است، که از کند کننده های h2o، d2o، be، beo و گرافیت استفاده می کنند.