Subkritik reaktor
Subkritik reaktor va tashqi neytronlar manbaidan tashkil topgan gibrid sistemalar yadroviy qurilmalarning yangi toifasi hisoblanadi. Tashqi manba sifatida proton tezlatkichlarda tezlatilgan zaryadli zarralarning ogʻir element-nishonlar bilan reaksiyasi natijasida hosil boʻlgan neytronlar ishlatiladi. Bunday turdagi qurilmalarga qiziqish ayniqsa, uzoq yashovchi radioaktiv nuklidlar olish va boshqarib boʻlmaydigan zanjir reaksiyasini toʻxtatish imkoniyati tufayli ortib bormoqda. Reaktorning elementar kinetik tenglamasi: d n d t = δ k e l n ( t ) + s {\displaystyle {\frac {dn}{dt}}={\dfrac {\delta k_{e}}{l}}n(t)+s} Bu yerda s {\displaystyle s} - neytronlar manbaining solishtirma quvvati; δ k e {\displaystyle \delta k_{e}} - reaktorning subkritiklik darajasi, yaʼni δ k n = 1 − k e = − δ k e {\displaystyle \delta k_{n}=1-k_{e}=-\delta k_{e}} . Bundan foydalanib yuqoridagi tenglamani quyidagicha yozish mumkin: d n d t = − δ k n l n ( t ) + s {\displaystyle {\frac {dn}{dt}}=-{\frac {\delta k_{n}}{l}}n(t)+s} n ( t ) = n y {\displaystyle n(t)=n_{y}} boʻlganda d n d t = 0 {\displaystyle {\frac {dn}{dt}}=0} boʻladi. Natijada 0 = − δ k n l n y + s {\displaystyle 0=-{\frac {\delta k_{n}}{l}}n_{y}+s} n y = s l δ k n {\displaystyle n_{y}={\frac {sl}{\delta k_{n}}}} Ushbu olingan formuladan quyidagi xulosalarni chiqarish mumkin: Mustaqil neytronlar manbaining quvvati ( s {\displaystyle s} ) qancha katta boʻlsa, subkritik reaktorda hosil qilingan neytronlar zichligi ham shunchalik katta boʻladi. Reaktordagi neytronlar avlodining oʻrtacha yashash vaqti ( l {\displaystyle l} ) qanchalik katta boʻlsa, subkritik reaktorda hosil qilingan neytronlar zichligi ham shunchalik katta boʻladi. Reaktorning subkritiklik koeffitsiyenti δ k n {\displaystyle \delta k_{n}} qanchalik kichik boʻlsa, subkritik reaktorda hosil qilingan neytronlar zichligi shunchalik katta boʻladi. Subkritik reaktorlarda oʻtish jarayonlarining elementar kinetik tenglamasi: d n d t = − δ k n 2 l [ n ( t ) − s l δ k n 2 ] {\displaystyle {\frac {dn}{dt}}=-{\frac {\delta k_{n_{2}}}{l}}\left[n(t)-{\frac {sl}{\delta k_{n_{2}}}}\right]} n ( t ) n y 1 = 1 − k e 1 1 − k e 1 − Δ k [ 1 + Δ k 1 − k e 1 exp ⁡ ( k e 1 + Δ k − 1 l t ) ] {\displaystyle {\frac {n(t)}{n_{y_{1}}}}={\frac {1-k_{e_{1}}}{1-k_{e_{1}}-\Delta k}}\left[1+{\frac {\Delta k}{1-k_{e_{1}}}}\exp \left({\frac {k_{e_{1}}+\Delta k-1}{l}}t\right)\right]}