吴 双

(中核核电运行管理有限公司运行五处，浙江 海盐314300）

1 核反应堆功率控制原理简介

在反应堆中，当作为燃料的铀-235原子核吸收一个中子后，有一定概率裂变产生两个或多个新的原子核（裂变碎片），并产生2~3个中子。裂变碎片和原铀核间亏损的质量转变成能量，新产生的中子可能导致其他铀-235原子核裂变，使参加反应的铀-235越来越多，产生的能量越来越多。但实际上，一个铀-235原子核吸收一个中子后只有一定概率发生裂变反应，这个概率称为“微观裂变截面”，其大小和中子的能量密切相关，高能的快中子与铀-235核间的微观裂变截面低于低能的热中子。此外，新产生的中子在被下一个铀核吸收前，可能因为从反应堆泄漏，或者被堆内其他材料吸收而损失。因此，在发生链式反应的反应堆内部，其中子数量并不一定一直增加。反应堆内新产生的中子数量与上一代中子数量之比称为反应堆的有效增殖因子Keff。

反应堆设计者采取了各种方法，控制反应堆内中子的数量以及增减，确保反应堆功率能够按照预期升降或保持。例如，选用特定的材料（慢化剂），将裂变产生的快中子慢化成热中子，提高铀-235发生裂变反应的概率；在堆内布置可以控制的中子吸收体（反应性控制机构）吸收中子，控制堆内中子数量。

当Keff=1时，反应堆内的中子数量保持稳定，反应堆功率稳定，此时反应堆处于临界状态。如果Keff偏离1，称之为引入了正反应性或负反应性，此时，反应堆超临界（Keff>1）或次临界（Keff<1），反应堆功率随之上升或下降。反应堆整体功率控制的方式，就是通过调节反应性控制机构所提供的反应性的量，补偿各种因素导致的反应性变化，保证Keff=1，维持反应堆临界，从而控制反应堆功率的稳定；或者根据需要，按照规定的速率向反应堆内引入正或负的反应性，从而按照选定的速率提升或降低反应堆功率。

2 CANDU 6反应堆功率控制的方式

CANDU6反应堆由加拿大CE公司设计，其特点是采用重水作为慢化剂慢化中子。由……