臨界實驗

反應度臨界，即在無外中子源的情況下，反應堆能夠自持裂變反應並保持堆芯中子通量穩定的狀態。此時，堆芯中子有效增殖係數Keff=1。實際上由於宇宙射線中子，自發裂變中子，和一些輕核的（a，n）以及（γ，n）反應生成中子的存在，絕對無中子源是不可能的，

因此在堆內沒有人為加入中子源時，中子通量穩定時的K_eff略小於1，也認為反應堆達到臨界。

基本介紹

• 中文名：臨界實驗
• 外文名：critical test

臨界實驗的目的

完成反應堆全裝載

確定反應堆臨界棒位

驗證物理計算

為反應堆安全運行提供實驗數據

臨界實驗的原理與方法

由點堆動態方程推出次臨界公式：

對次臨界公式加以推導變換得:

由此可得圖

由此可得，外推公式：

現在在反應堆上使用的臨界外推主要有元件外推法與提棒外推法。

臨界實驗前提條件

反應堆具備開堆條件；

臨界實驗程式審批且實驗人員（滿足人員要求）已準備好；

至少兩套中子計數裝置工作正常；

至少兩套小功率保護裝置工作正常且投入保護；

至少兩套周期保護裝置工作正常且投入保護；

安全棒掉棒試驗正常；

反應性添加原則

添加元件時，先加反應性價值大的，後加反應性價值小的；

儘量對稱添加反應性；

反應堆從深次臨界到-0.5的反應性提升階段可以較快的添加反應性，而從-0.5到臨界狀態階段則應緩慢添加反應性；

首次添加的反應性不得超過最小估計值的1/3；

添加元件時，只有當最小外推值大於兩盒時才能添加元件，每次只能添加一盒元件；每次提棒引入的反應性不得大於最小外推值的1/3或1/2，不得同時提過根控制棒，且應以間斷方式提升；

在接近臨界時，反應添加速率不得大於0.0002（∆k/k）/s;

當K_eff>=0.998,才能向超臨界過渡，且一次提棒添加的反應性不得超過0.002∆k/k。

臨界實驗的一般步驟

在完成初裝載和準備後，向堆內開始添加元件時，臨界實驗也就正式開始了。

在K_eff<0.5時，由於外推不準確且儀器計數也低，一般不進行外推，僅進行臨界監督。

臨界監督就是向堆內加入元件或其他部件完成預裝載，同時關注中子計數的變化情況，發現計數變化異常時，停止一切操作，分析原因解決問題後再進行實驗。

臨界監督後用元件法外推加入全部預留元件完成全裝載。

全裝載完成後要進行堆芯檢查，確定堆芯裝載於方案設計相符合。

最後進行提棒法外推臨界，給出冷態臨界棒位及其他參數。

除臨界監督在計數變化正常時，可以在沒有實驗外推次臨界度值的情況下向堆內添加正反應性外，元件法和提棒法外推臨界都必須在外推結果出來以後，按反應性添加原則像堆內加入正反應性。一般步驟為：

1.了解設備狀態和投入情況；

2.值班長根據主物理員的通知，命令操作員提升兩根安全棒到頂；

3.物理員記錄中子計數裝置的中子計數N1；

4.值班長根據主物理員的通知，命令大廳人員向堆內加入指定元件到指定位置；

5.物理員根據中子計數裝置的中子計數N2，並計算外推的反應性；

6.物理員按最小外推值的1/3或1/2原則來確定下一次向堆內加入的反應性當量；

7.重複3-5步直到完成全裝載；

8.進行提棒外推臨界；

9.當最大外推Keff>=0.998時，向超臨界過渡，按反應性添加原則提棒引入一約60s倍周期（倍周期一般控制在大於30s）

10.記錄功率上升周期與棒位，結束實驗。

臨界實驗注意事項

合理布置中子探測器，特別是在有外中子源時更是注意。

要求布置探測器時一定要讓源中子經過倍增後再被探測器測得；

防止反應堆意外臨界；

防止小功率保護；

防止中子計數裝置計數溢出；

防止短周期事故。