Startup neutron source (original) (raw)
Startup neutron source is a neutron source used for stable and reliable initiation of nuclear chain reaction in nuclear reactors, when they are loaded with fresh nuclear fuel, whose neutron flux from spontaneous fission is insufficient for a reliable startup, or after prolonged shutdown periods. Neutron sources ensure a constant minimal population of neutrons in the reactor core, sufficient for a smooth startup. Without them, the reactor could suffer fast power excursions during startup from state with too few self-generated neutrons (new core or after extended shutdown).
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | Startup neutron source is a neutron source used for stable and reliable initiation of nuclear chain reaction in nuclear reactors, when they are loaded with fresh nuclear fuel, whose neutron flux from spontaneous fission is insufficient for a reliable startup, or after prolonged shutdown periods. Neutron sources ensure a constant minimal population of neutrons in the reactor core, sufficient for a smooth startup. Without them, the reactor could suffer fast power excursions during startup from state with too few self-generated neutrons (new core or after extended shutdown). The startup sources are typically inserted in regularly spaced positions inside the reactor core, in place of some of the fuel rods. The sources are important for safe reactor startup. The spontaneous fission and cosmic rays serve as weak neutron sources, but these are too weak for the reactor instrumentation to detect; relying on them could lead to a "blind" start, which is a potentially unsafe condition. The sources are therefore positioned so the neutron flux they produce is always detectable by the reactor monitoring instruments. When the reactor is in shutdown state, the neutron sources serve to provide signals for neutron detectors monitoring the reactor, to ensure they are operable. The equilibrium level of neutron flux in a subcritical reactor is dependent on the neutron source strength; a certain minimum level of source activity therefore has to be ensured in order to maintain control over the reactor when in strongly subcritical state, namely during startups. The sources can be of two types: * Primary sources, used for startup of a fresh reactor core; conventional neutron sources are used. The primary sources are removed from the reactor after the first fuel campaign, usually after few months, as neutron capture resulting from the thermal neutron flux in an operating reactor changes the composition of the isotopes used, and thus reduces their useful lifetime as neutron sources. * Californium-252 (spontaneous fission) * Plutonium-238 & beryllium, (α,n) reaction * americium-241 & beryllium, (α,n) reaction * polonium-210 & beryllium, (α,n) reaction * radium-226 & beryllium, (α,n) reaction When plutonium-238/beryllium primary sources are utilized, they can be either affixed to control rods which are removed from the reactor when it is powered, or clad in a cadmium alloy, which is opaque to thermal neutrons (reducing transmutation of the plutonium-238 by neutron capture) but transparent to fast neutrons produced by the source. * Secondary sources, originally inert, become radioactive and neutron-producing only after neutron activation in the reactor. Due to this, they tend to be less expensive. Exposure to thermal neutrons also serves to maintain the source activity (the radioactive isotopes are both burned and generated in neutron flux). * Sb-Be photoneutron source; antimony becomes radioactive in the reactor and its strong gamma emissions (1.7 MeV for 124Sb) interact with beryllium-9 by an (γ,n) reaction and provide photoneutrons. In a PWR reactor one neutron source rod contains 160 grams of antimony, and stays in the reactor for 5–7 years. The sources are often constructed as an antimony rod surrounded by beryllium layer and clad in stainless steel. Antimony-beryllium alloy can be also used. The chain reaction in the first critical reactor, CP-1, was initiated by a radium-beryllium neutron source. Similarly, in modern reactors (after startup), delayed neutron emission from fission products suffices to sustain the amplification reaction while yielding controllable growth times. In comparison, a bomb is based on immediate neutrons and grows exponentially in nanoseconds. (en) Пускове джерело нейтронів — джерело нейтронів, яке використовується для стабільного та надійного ініціювання ланцюгової ядерної реакції в ядерних реакторах, коли вони завантажуються свіжим ядерним паливом, нейтронний потік від спонтанного поділу якого є недостатнім для надійного запуску, або після тривалих періодів зупинки. Джерела нейтронів забезпечують постійну мінімальну популяцію нейтронів в активній зоні реактора, достатню для плавного запуску. Без них реактор міг би зазнати швидких стрибків потужності під час запуску зі стану із занадто малою кількістю самогенерованих нейтронів (нова активна зона або після тривалої зупинки). Пускові джерела зазвичай вставляються в звичайні місця всередині активної зони реактора замість деяких паливних стрижнів . Джерела важливі для безпечного запуску реактора. Спонтанний поділ і космічні промені служать слабкими джерелами нейтронів, але вони занадто слабкі, щоб прилади реактора могли їх виявити; покладання на них може призвести до «сліпого» запуску, що є потенційно небезпечним станом. Тому джерела розташовані таким чином, щоб потік нейтронів, який вони виробляють, завжди виявлявся приладами контролю реактора. Коли реактор знаходиться в зупиненому стані, джерела нейтронів служать для забезпечення сигналів для детекторів нейтронів, які спостерігають за реактором, для забезпечення їх працездатності. Рівноважний рівень нейтронного потоку в підкритичному реакторі залежить від потужності джерела нейтронів; Тому необхідно забезпечити певний мінімальний рівень активності джерела, щоб підтримувати контроль над реактором, коли він знаходиться в сильно підкритичному стані, а саме під час пусків. Джерела можуть бути двох типів: * Первинні джерела, що використовуються для запуску нової активної зони реактора; використовуються звичайні джерела нейтронів. Первинні джерела видаляються з реактора після першої паливної кампанії, як правило, через кілька місяців, оскільки захоплення нейтронів у результаті потоку теплових нейтронів у працюючому реакторі змінює склад використовуваних ізотопів і, таким чином, зменшує термін їх служби як джерела нейтронів. * (спонтанний поділ) * Плутоній-238 і берилій, (α,n) реакція * і берилій, (α,n) реакція * полоній -210 і берилій, (α,n) реакція * радій -226 і берилій, (α,n) реакція Коли використовуються первинні джерела плутонію-238 /берилію, їх можна або прикріпити до керуючих стрижнів, які виймають із реактора під час його роботи, або покрити кадмієвим сплавом, непрозорим для теплових нейтронів (зменшуючи трансмутацію плутонію-238 шляхом захоплення нейтронів), але прозорі для швидких нейтронів, які виробляє джерело. * Вторинні джерела, спочатку інертні, стають радіоактивними та виробляють нейтрони лише після нейтронної активації в реакторі. Завдяки цьому вони, як правило, дешевші. Вплив теплових нейтронів також служить для підтримки активності джерела (радіоактивні ізотопи як спалюються, так і генеруються в потоці нейтронів). * Sb — Be джерело фотонейтронів; сурма стає радіоактивною в реакторі, і її сильне гамма-випромінювання (1,7 МеВ для 124Sb) взаємодіє з берилієм-9 за допомогою реакції (γ,n) і утворюють фотонейтрони. У водно-водяному реакторі один стрижень джерела нейтронів містить 160 грамів сурми і залишається в реакторі 5-7 років. Джерела часто сконструйовані як сурм'яний стрижень, оточений шаром берилію та одягнений у нержавіючу сталь. Також можна використовувати сурм'яно-берилієвий сплав. Ланцюгова реакція в першому критичному реакторі CP-1 була ініційована радій-берилієвим джерелом нейтронів. Подібним чином у сучасних реакторах (після запуску) випромінювання сповільнених нейтронів від продуктів поділу є достатнім, щоб підтримувати підсилення реакції, забезпечуючи контрольований час зростання. Для порівняння, бомба заснована на миттєвих нейтронах і зростає експоненціально за наносекунди. (uk) |
| dbo:wikiPageID | 26728153 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageLength | 6142 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1114324229 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:Cadmium dbr:Beryllium dbr:Alloy dbr:Antimony dbr:Beryllium-9 dbr:Polonium dbr:Cosmic_ray dbr:Nuclear_reactor dbr:Control_rod dbr:Californium-252 dbc:Neutron_sources dbr:Pressurized_water_reactor dbr:Fast_neutron dbr:Americium-241 dbr:Nuclear_fuel dbr:Nuclear_reaction dbr:Radium dbc:Nuclear_reactors dbr:Chicago_Pile-1 dbr:Plutonium-238 dbr:Spontaneous_fission dbr:Neutron_flux dbr:Neutron_capture dbr:Nuclear_chain_reaction dbr:Stainless_steel dbr:Neutron_activation dbr:Neutron_source dbr:Fuel_rod dbr:Photoneutron dbr:Reactor_core |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:Reflist dbt:Short_description |
| dct:subject | dbc:Neutron_sources dbc:Nuclear_reactors |
| gold:hypernym | dbr:Source |
| rdf:type | yago:WikicatNeutronSources yago:Beginning108507558 yago:Location100027167 yago:Object100002684 yago:PhysicalEntity100001930 yago:Point108620061 yago:YagoGeoEntity yago:YagoLegalActorGeo yago:YagoPermanentlyLocatedEntity |
| rdfs:comment | Startup neutron source is a neutron source used for stable and reliable initiation of nuclear chain reaction in nuclear reactors, when they are loaded with fresh nuclear fuel, whose neutron flux from spontaneous fission is insufficient for a reliable startup, or after prolonged shutdown periods. Neutron sources ensure a constant minimal population of neutrons in the reactor core, sufficient for a smooth startup. Without them, the reactor could suffer fast power excursions during startup from state with too few self-generated neutrons (new core or after extended shutdown). (en) Пускове джерело нейтронів — джерело нейтронів, яке використовується для стабільного та надійного ініціювання ланцюгової ядерної реакції в ядерних реакторах, коли вони завантажуються свіжим ядерним паливом, нейтронний потік від спонтанного поділу якого є недостатнім для надійного запуску, або після тривалих періодів зупинки. Джерела нейтронів забезпечують постійну мінімальну популяцію нейтронів в активній зоні реактора, достатню для плавного запуску. Без них реактор міг би зазнати швидких стрибків потужності під час запуску зі стану із занадто малою кількістю самогенерованих нейтронів (нова активна зона або після тривалої зупинки). (uk) |
| rdfs:label | Startup neutron source (en) Пускове джерело нейтронів (uk) |
| owl:sameAs | freebase:Startup neutron source yago-res:Startup neutron source wikidata:Startup neutron source dbpedia-uk:Startup neutron source https://global.dbpedia.org/id/4vp4K |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:Startup_neutron_source?oldid=1114324229&ns=0 |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:Startup_neutron_source |
| is dbo:wikiPageRedirects of | dbr:Neutron_startup_source |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:Californium dbr:Antimony dbr:Nuclear_reactor_physics dbr:SL-1 dbr:Aircraft_Reactor_Experiment dbr:Nuclear_power_plant dbr:Neutron dbr:Neutron_source dbr:Photodisintegration dbr:Neutron_startup_source |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:Startup_neutron_source |