Reflector de neutroni - o parte structurală a unei arme nucleare care înconjoară materialul fisionabil sau un reactor nuclear care înconjoară zona activă . Scopul principal al reflectorului este de a preveni scurgerea neutronilor în mediu. În unele cazuri, un reflector poate fi denumit și zonă de reproducere .
De fapt, reactoare fără reflectoare de neutroni nu există. Zona activă care se sprijină pe fundație are deja un reflector cel puțin de jos, deoarece toate substanțele reflectă neutronii . Cu toate acestea, este clar că eficiența reflexiei neutronilor este mai mare, cu atât albedo-ul substanței reflectorizante este mai mare. Amplasarea reflectoarelor în apropierea corpului, în volumul cărora se difuzează neutronii generați de o sursă , duce la o scădere a scurgerilor de neutroni. Unii dintre acei neutroni care și-au părăsit volumul în procesul de difuzie la atingerea suprafeței corpului revin înapoi, deoarece în substanța reflectorului neutronii participă și la difuzia haotică. Neutronii reflectați sunt din nou reflectați din primul volum etc., care este însoțit în primul rând de o creștere a fluxului de neutroni la limita dintre corp și reflector. O creștere a fluxului la punctele de limită în raport cu fluxul din interiorul corpului înseamnă o scădere a gradientului de flux la limită sau a curentului de difuzie, care este egală cu scurgerea neutronilor dintr-o suprafață unitară a corpului. pe unitatea de timp.
Dacă ne referim nu la un mediu arbitrar cu o sursă străină de neutroni, ci la un mediu de reproducere într-o stare critică (vezi factorul de multiplicare a neutronilor ), atunci scăderea scurgerii atunci când este atașată la miezul reflectorului crește w și pune reactorul într-o stare supercritică. . Pentru ca reactorul să redevină critic la o constantă k 0 , este necesar, la rândul său, să se reducă w prin reducerea volumului miezului. Astfel, dimensiunile critice ale unui reactor cu reflector sunt întotdeauna mai mici decât cele fără reflector. Din punct de vedere practic, acest lucru este benefic. Eliberarea energiei în reactor este posibilă numai într-o stare critică. Când, din cauze naturale, reactorul devine subcritic, eliberarea de energie se oprește și o parte din materialul fisionabil al reactorului rămâne neutilizată. Este de la sine înțeles că este oportun să faceți această parte cât mai mică posibil. Utilizarea reflectoarelor servește acestui scop într-o oarecare măsură.
Reflectoarele reactoarelor nucleare termice și intermediare sunt fabricate din substanțe moderatoare . Astfel de reflectoare absorb slab neutronii și contribuie la încetinirea lor în reactor. În reactoarele cu grafit și apă grea, grafitul este folosit ca reflector, ca material cel mai accesibil cu proprietăți bune de difuzie. În acest caz, economisirea miezului este aproximativ egală cu lungimea difuziei neutronilor în grafit, adică aproximativ 50 cm.
În reactoarele cu apă ușoară , ca moderator, există întotdeauna un strat de apă de 10 cm sau mai mult între miez și vasul reactorului, care servește drept rezervor de apă. Acest strat este deja un reflector, oferind economia maximă posibilă a zonei active. Prin urmare, în afara vasului unui reactor cu apă, un reflector de grafit este inutil și astfel de reactoare nu au un reflector ca proiect separat. Miezurile reactoarelor moderate cu apă împrăștie neutroni predominant cu energie mare, mai degrabă decât neutroni termici. Așadar, economia nucleului este determinată de întoarcerea neutronilor intermediari, parțial moderati, iar în valoare absolută ajunge la 7 cm.
Reactoarele cu neutroni intermediari conțin puțin moderator, iar neutronii sunt absorbiți de materie înainte de a deveni termici. Miezurile acestor reactoare împrăștie neutroni rapizi și intermediari. Cel mai bun reflector al unor astfel de neutroni este beriliul . De asemenea, beriliul este cel mai bun moderator pentru reactoarele intermediare de dimensiuni critice mici, adică reactoare cu o concentrație mare de material fisionabil în miez. Apa obișnuită este inferioară beriliului, deoarece, datorită scăderii secțiunii transversale de împrăștiere a hidrogenului la energii de peste 0,1 MeV, este mai ușor ca neutronii rapizi să treacă prin volumul său decât beriliul.
Reactoarele cu neutroni rapidi nu ar trebui să conțină substanțe care moderează neutronii, deoarece moderarea reduce raportul de reproducere, a cărui valoare mare este principalul avantaj fizic al unui reactor rapid față de reactoarele de alte tipuri. Materialul pentru reflectoarele reactoarelor cu neutroni rapizi este 238 U sau 232 Th , care sunt și materii prime pentru reproducerea noilor materiale fisionabile. Astfel de reflectoare, desigur, reduc dimensiunile critice ale zonelor active, dar funcția lor principală este de a acumula noi materiale fisile rezultate din absorbția neutronilor împrăștiați de zona activă. Prin urmare, nu se numesc reflectoare de neutroni, ci zone de reproducere .