Regulación del boro : control de la intensidad de la reacción en cadena de fisión ( reactividad ) en reactores nucleares de agua a presión de doble circuito . Diseñado para compensar los cambios lentos en la reactividad durante la operación del reactor, se produce cambiando la concentración de boro ( ácido bórico ) en el agua primaria.
En los reactores de agua de circuito único ( BWR ), la regulación del boro no se aplica durante la operación debido a la mayor volatilidad del ácido bórico , su arrastre con vapor y posterior sorción en el tratamiento de condensado, lo que conduce a un alto consumo de ácido bórico. En dichos reactores, el ácido bórico se agrega al agua solo cuando el reactor se apaga, durante las reparaciones y el reabastecimiento de combustible, para crear una subcriticidad profunda.
El boro se caracteriza por una alta capacidad de absorber neutrones térmicos debido a la reacción 10 B (n,α) 7 Li.
La principal contribución a la absorción de neutrones proviene del isótopo 10 B, cuyo contenido en boro natural es del 19,7%. La sección transversal de captura de neutrones térmicos para el isótopo 10 B es ~(3...4)⋅10 −25 m 2 (3...4 k barn ), para una mezcla natural de isótopos, la sección transversal de captura es ~7,5⋅ 10 −26 metro 2 [ 1] .
En los reactores de agua a presión , la adición de ácido bórico altamente soluble en agua H 3 BO 3 al agua primaria que circula a través del núcleo se usa como un sistema de absorción de neutrones para complementar las barras absorbentes .
En los reactores nucleares , durante la campaña del reactor , se produce un cambio en el margen de reactividad del combustible nuclear: tras la muy grande (30...escarga en forma de nucleidos estables y de larga vida implicados en la captura de neutrones improductivos (hay más de 250 núcleos entre los 235 U productos de fisión , aproximadamente una cuarta parte de ellos son escorias).
Para mantener la reactividad requerida del núcleo de un reactor de agua a presión, se introduce en el agua del circuito primario una solución de ácido bórico H 3 BO 3 en una concentración necesaria para compensar el exceso de reactividad del combustible. Inicialmente, se crea una concentración suficientemente alta de ácido bórico en el circuito primario; durante la campaña del reactor, la disminución del margen de reactividad se compensa con una disminución de la concentración [2] .
La operación directa del sistema de control de boro en reactores de agua a presión de doble circuito, por regla general, se proporciona con la ayuda del sistema de tratamiento de agua y reposición del circuito primario.
El ácido bórico del almacén y el agua preparada se alimentan a la unidad de preparación de solución, la solución terminada ingresa al sistema de almacenamiento para la solución de ácido bórico terminado. A través del sistema de desgasificación (térmico o químico), la solución de ácido bórico ingresa al dispositivo de suministro de soluciones y agua desmineralizada al circuito primario.
Dado que la corrosión de los materiales estructurales se intensifica en un ambiente ácido, el pH de la solución de ácido bórico se mantiene en un nivel de al menos 5,7 mediante la introducción de álcalis en la solución: amoníaco y, para compensar la descomposición por radiación del amoníaco, hidróxido de potasio ( para reactores VVER-1000, modo mixto amoniaco-potasio agua del reactor) . En este modo, la concentración máxima de ácido bórico en la solución es de hasta 16 g/kg.
Para reducir la concentración de ácido bórico durante la campaña del reactor se utiliza la extracción y destilación de agua del circuito primario, se regenera ácido bórico en el dispositivo de regeneración.