更新时间:2022-08-25 11:03
转换比是指反应堆内通过转换所产生的易裂变同位素核数与消失的易裂变同位素核数之比。
,用RC表示。238U核通过俘获中子的核反应,可以转换成239Pu核;同样,232Th核则转换成233U核。在装有238U或232Th的反应堆内,利用裂变中子生产出新的易裂变同位素的过程称为转换。一般压水堆的转换比为0.5~0.6。高温气冷堆具有较高的转换比,通常约为0.8。快中子反应堆的转换比可以明显地大于1.0。因而,在快中子反应堆中,伴随着易裂变同位素材料的消耗,转换生成的239Pu或233U不仅能补偿其消耗,而且还有所盈余。所增殖的易裂变材料可供其他新反应堆使用。这种反应堆称为增殖反应堆。将这些反应堆的转换比(RC>1)称为增殖比,并以RB表示加以区别。
如果热中子反应堆由堆芯、反射层组成,堆芯内含增殖材料(238U或232Th),转换比可按RC=εΛ快(1-p)+计算,其中ε为快中子倍增因子;是堆芯易裂变核(235U,239Pu或233U)每吸收一个热中子平均释放的次级中子数;Λ快为反应堆的快中子不泄漏概率;p为逃脱共振吸收概率;、分别为增殖材料平均热中子宏观俘获截面和易裂变同位素平均热中子宏观吸收截面。对于热中子反应堆,233U的比235U和239Pu的大0.15~0.20,所以热中子反应堆使用233U能达到更高的转换比。快中子反应堆中,239Pu的快中子的比233U和235U的大,所以为达到高转换比,应使用239Pu。但是239Pu和233U均需通过核燃料的转换过程才能得到。随着反应堆的运行,燃料吸收中子所形成的重同位素及裂变碎片的积累会使转换比逐渐变小。