เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง ผู้ปฏิบัติงานเครื่องปฏิกรณ์ Nicholas Thompson จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Los Alamos ช่วยตั้งค่าการวัดการรวมกลุ่มนิวตรอนที่ Walthousen Reactor Critical Facility ที่สถาบัน Rensselaer Polytechnic การวัดการรวมกลุ่มของนิวตรอนที่ Walthousen Reactor Critical Facility ที่ Rensselaer Polytechnic Institute ใน Schenectady รัฐนิวยอร์ก
“ภาพรวม” ครั้งแรกที่มีชีวิตของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ที่ทำงานอยู่ได้เผยให้เห็นถึงความประหลาดใจ: นิวตรอนในเครื่องปฏิกรณ์มีแนวโน้มที่จะกระจุกตัวมากกว่าที่จะกระจายอย่างเท่าเทียมกัน ข้อสังเกตซึ่งจัดทำโดยนักวิจัยในฝรั่งเศสและสหรัฐอเมริกา สามารถช่วยปรับปรุงความปลอดภัยของเครื่องปฏิกรณ์ได้
เส้นทางสู่ผลลัพธ์นี้เริ่มต้นขึ้นเมื่อเกือบทศวรรษที่แล้วด้วยความก้าวหน้าในการสร้างแบบจำลองเครื่องปฏิกรณ์ที่คณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูของฝรั่งเศส (CEA)และสถาบันเพื่อการป้องกันรังสีและความปลอดภัยนิวเคลียร์ (IRSN ) ตามที่สมาชิกในทีมEric Dumonteilแห่ง CEA ระบุว่าความก้าวหน้าเหล่านี้ทำให้สามารถจำลองเส้นทางที่นิวตรอนใช้ผ่านเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ได้อย่างสมจริง ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยจึงสามารถจำลองนิวตรอนทั้งหมดในเครื่องปฏิกรณ์ทีละตัว ซึ่งเป็นความสำเร็จครั้งสำคัญ เนื่องจากการจำลองพฤติกรรมของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทดลองที่ใช้พลังงานต่ำ (ระดับมิลลิวัตต์) หมายถึงการจำลอง 10 10นิวตรอน ที่ส่าย
การจำลองเหล่านี้ไม่ได้แนะนำว่าการรวมกลุ่มนิวตรอน
จะเกิดขึ้นเท่านั้น แต่โดยหลักการแล้ว มันสามารถสังเกตได้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทดลอง ไม่กี่ปีต่อมา นักวิจัยจากLos Alamos National Laboratoryในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาเครื่องตรวจจับนิวตรอนที่สามารถทำการสังเกตการณ์ดังกล่าวได้ เครื่องตรวจจับนี้เรียกว่าNomad (สำหรับเครื่องตรวจจับอาร์เรย์ Neutron Multiplicity 3He Array) มีความละเอียดของเวลาที่ยอดเยี่ยม และสามารถวัดว่านิวตรอนมีการกระจายเชิงพื้นที่ภายในเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กในช่วงเวลาที่กำหนดอย่างไร
“เชื้อสาย” ของกลุ่ม
ในงานล่าสุดที่ดำเนินการในสหรัฐอเมริกาที่Reactor Critical Facility ของสถาบัน Rensselaer Polytechnicข้อมูลจากระบบ Nomad แสดงให้เห็นว่าเมื่อเชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์ผ่านการแยกตัว ผลลัพธ์ที่ได้จะห่างไกลจากความสม่ำเสมอ ในขณะที่เหตุการณ์ฟิชชันบางเหตุการณ์ยังคงสร้าง “สายเลือด” ที่ยาวของนิวตรอน แต่เหตุการณ์อื่นๆ ก็ตายไปอย่างรวดเร็ว นักวิจัยอธิบายการขาดความสม่ำเสมอนี้หมายความว่าพลังงานถูกผลิตขึ้นอย่างไม่สมมาตรภายในเครื่องปฏิกรณ์
โดยการสร้างแบบจำลองอายุขัยของนิวตรอนแต่ละตัวในเครื่องปฏิกรณ์ นักวิจัยได้สร้าง “แผนภูมิต้นไม้ตระกูล” สำหรับแต่ละตัว แผนภูมิต้นไม้ครอบครัวเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าแม้ว่าจำนวนของเหตุการณ์ฟิชชันจากรุ่นหนึ่งไปยังรุ่นถัดไปจะคงที่ (สถานการณ์ที่เรียกว่าวิกฤตของเครื่องปฏิกรณ์) การปะทุและการตายยังคงเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม ในเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็ก ฟิชชันที่เกิดขึ้นเอง (ซึ่งไม่ได้เกิดจากนิวตรอน) ที่เกิดขึ้นเองของนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสี เช่น ยูเรเนียม-238 จะป้องกันการตายโดยสมบูรณ์ เนื่องจากฟิชชันที่เกิดขึ้นเองยังสร้างนิวตรอนมากขึ้นด้วย ความสมดุลระหว่างการแตกตัวที่เกิดขึ้นเองและที่เกิดขึ้นเองมีแนวโน้มที่จะทำให้การระเบิดของพลังงานที่เกิดจากการรวมกลุ่มนิวตรอนราบรื่นขึ้น
ผลกระทบต่อความปลอดภัย
Dumonteil กล่าวว่าผลลัพธ์ของทีมสามารถช่วยปรับปรุงความปลอดภัยของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเครื่องปฏิกรณ์เริ่มต้นด้วยเชื้อเพลิงสด “เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สามารถทำงานได้ภายใต้สภาวะที่ปลอดภัยก็ต่อเมื่อจำนวนนิวตรอนไม่ผันผวนในอวกาศและเวลา” เขาอธิบาย “สถานะความผันผวนที่เสถียรนี้จำเป็นสำหรับการตรวจสอบการกระจายเชิงพื้นที่ของกำลังของเครื่องปฏิกรณ์ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องทราบกำลังของเครื่องปฏิกรณ์ที่ระบอบกำหนดนี้ปรากฏขึ้น”
ต่ำกว่าเกณฑ์ที่เสถียรนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังต้องรู้วิธีการกระจายพลังงานภายในเครื่องปฏิกรณ์ – นั่นคืออย่างราบรื่นหรือผ่านกระจุกนิวตรอน Dumonteil กล่าวเสริม อันที่จริง การปรากฏตัวของความสัมพันธ์เชิงพื้นที่ที่รุนแรงในเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่อาจ ตัวอย่างเช่น คัดกรองส่วนต่างๆ ของแกนนิวเคลียร์ที่อาจทำปฏิกิริยามากเกินไป และจะต้องปิดเครื่องปฏิกรณ์
เหมือนโรคระบาดระบาด Dumonteil อธิบายต่อไปว่าระยะเริ่มต้นของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์มีความคล้ายคลึงกับการระบาดของโรคระบาดอย่างมาก เช่นเดียวกับผู้ติดเชื้อรายหนึ่งสามารถสร้างผู้ติดเชื้อรายอื่นผ่านการปนเปื้อน นิวตรอนที่เข้ามาหนึ่งตัวสามารถก่อให้เกิดนิวตรอนอื่นๆ ผ่านการแยกตัวได้ นิวตรอนยังสามารถหายไปได้ (โดยการถูกจับโดยนิวเคลียส) เช่นเดียวกับที่ผู้คนสามารถฟื้นตัวหรือตายจากโรคที่เกิดจากไวรัสได้ (ซึ่งในกรณีนี้จะไม่สามารถแพร่เชื้อไปยังผู้อื่นได้อีก)
Dumonteil กล่าวว่าไม่น่าแปลกใจที่ทั้งโรคระบาดและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สามารถแสดงความผันผวนแบบสุ่ม อย่างไรก็ตาม ความผันผวนเหล่านี้และการเกิดขึ้นที่เกี่ยวข้องของรูปแบบเชิงพื้นที่เป็นหย่อม ในบางกรณี อาจมีความสำคัญอย่างยิ่งและคงอยู่เมื่อเวลาผ่านไป สิบปีหลังจากฟุกุชิมะ: เชื้อเพลิงใหม่สามารถทำให้พลังงานนิวเคลียร์ปลอดภัยขึ้นได้หรือไม่?
“อีกครั้ง เมื่อเทียบกับการระบาดของ COVID-19 ในปัจจุบัน: ก่อนที่เหตุการณ์ระดับโลกเช่นการเริ่มมีอาการของโรคจะแพร่กระจายไปทั่วโลก (ใน ‘คลื่น’) มักจะเป็นไปได้ที่จะสังเกตกลุ่มพื้นที่ของผู้ติดเชื้อที่ปรากฏ (เกือบ) ที่ สุ่มและในสถานที่เฉพาะ ในขณะที่ส่วนที่เหลือของดินแดนยังคงไม่ถูกแตะต้อง” Dumonteil บอกPhysics World “ปรากฏการณ์การรวมกลุ่มนิวตรอนเป็นไปตามตรรกะเดียวกัน: ก่อนที่คลื่นลูกใหญ่จะปรากฎ (ระบอบที่กำหนด) รูปแบบเชิงพื้นที่ที่รุนแรงจะปรากฏในประชากรนิวตรอน” เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
