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The Measurement of Reactivity In Multiregion Subcritical Systems by the Pulsed Neutron Technique; Mesure de la Reactivite dans les Systemes Sous-Critiques a Plusieurs Regions par la Methode des Neutrons Pulses; Izmerenie reaktivnosti v mnogozonnykh podkriticheskikh sistemakh metodom impul'snykh nejtronov; Mediciones de la Reactividad en Sistemas Subcriticos de Varias Regiones Mediante la Tecnica de los Neutrones Pulsados

Conference:

Abstract

The prompt decay of a thermalized burst of neutrons in a multiregion subcritical system is examined using a two-group diffusion theory. It is shown that a relationship can be established between the prompt decay constant of the fundamental mode and the effective multiplication factor of the system in terms of two parameters, defined, for the purposes of this paper, as the reactor response coefficient and the prompt decay correction and which depend to a large extent on the spatial flux patterns within the system. For the uniform bare system, the response coefficient can be identified with the mean neutron lifetime in the system; for a multiregion system it represents a compound of the lifetimes in each region weighted by perturbation type integrals. The second parameter, the decay correction, can have no physical meaning in that it arises from an attempt to relate the two scales of reactivity involved; that is the scale using the prompt decay constant and the scale derived using the effective multiplication factor. The properties of these parameters are examined here with reference to an enriched uranium graphitemoderated reactor consisting of uniform core and reflector and it is shown that the two parameters are not uniquely defined  More>>
Authors:
Sherwin, J.; Leng, J. H. [1] 
  1. United Kingdom Atomic Energy Authority, Windscale Works, Cumberland (United Kingdom)
Publication Date:
Oct 15, 1965
Product Type:
Conference
Report Number:
IAEA-SM-62/25
Resource Relation:
Conference: Symposium on Pulsed Neutron Research, Karlsruhe (Germany), 10-14 May 1965; Other Information: 7 refs., 9 figs., 3 tabs.; Related Information: In: Pulsed Neutron Research. Vol. II. Proceedings of the Symposium on Pulsed Neutron Research| 934 p.
Subject:
21 SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS; DISTURBANCES; ENRICHED URANIUM; GRAPHITE; INTEGRALS; MULTIGROUP THEORY; MULTIPLICATION FACTORS; NEUTRON DIFFUSION EQUATION; PROMPT NEUTRONS; PULSED NEUTRON TECHNIQUES; REACTIVITY; THERMALIZATION; WAGR REACTOR
OSTI ID:
22123001
Research Organizations:
International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria)
Country of Origin:
IAEA
Language:
English
Other Identifying Numbers:
Other: ISSN 0074-1884; TRN: XA13M2609078803
Submitting Site:
INIS
Size:
page(s) 97-118
Announcement Date:
Aug 30, 2013

Conference:

Citation Formats

Sherwin, J., and Leng, J. H. The Measurement of Reactivity In Multiregion Subcritical Systems by the Pulsed Neutron Technique; Mesure de la Reactivite dans les Systemes Sous-Critiques a Plusieurs Regions par la Methode des Neutrons Pulses; Izmerenie reaktivnosti v mnogozonnykh podkriticheskikh sistemakh metodom impul'snykh nejtronov; Mediciones de la Reactividad en Sistemas Subcriticos de Varias Regiones Mediante la Tecnica de los Neutrones Pulsados. IAEA: N. p., 1965. Web.
Sherwin, J., & Leng, J. H. The Measurement of Reactivity In Multiregion Subcritical Systems by the Pulsed Neutron Technique; Mesure de la Reactivite dans les Systemes Sous-Critiques a Plusieurs Regions par la Methode des Neutrons Pulses; Izmerenie reaktivnosti v mnogozonnykh podkriticheskikh sistemakh metodom impul'snykh nejtronov; Mediciones de la Reactividad en Sistemas Subcriticos de Varias Regiones Mediante la Tecnica de los Neutrones Pulsados. IAEA.
Sherwin, J., and Leng, J. H. 1965. "The Measurement of Reactivity In Multiregion Subcritical Systems by the Pulsed Neutron Technique; Mesure de la Reactivite dans les Systemes Sous-Critiques a Plusieurs Regions par la Methode des Neutrons Pulses; Izmerenie reaktivnosti v mnogozonnykh podkriticheskikh sistemakh metodom impul'snykh nejtronov; Mediciones de la Reactividad en Sistemas Subcriticos de Varias Regiones Mediante la Tecnica de los Neutrones Pulsados." IAEA.
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title = {The Measurement of Reactivity In Multiregion Subcritical Systems by the Pulsed Neutron Technique; Mesure de la Reactivite dans les Systemes Sous-Critiques a Plusieurs Regions par la Methode des Neutrons Pulses; Izmerenie reaktivnosti v mnogozonnykh podkriticheskikh sistemakh metodom impul'snykh nejtronov; Mediciones de la Reactividad en Sistemas Subcriticos de Varias Regiones Mediante la Tecnica de los Neutrones Pulsados}
author = {Sherwin, J., and Leng, J. H.}
abstractNote = {The prompt decay of a thermalized burst of neutrons in a multiregion subcritical system is examined using a two-group diffusion theory. It is shown that a relationship can be established between the prompt decay constant of the fundamental mode and the effective multiplication factor of the system in terms of two parameters, defined, for the purposes of this paper, as the reactor response coefficient and the prompt decay correction and which depend to a large extent on the spatial flux patterns within the system. For the uniform bare system, the response coefficient can be identified with the mean neutron lifetime in the system; for a multiregion system it represents a compound of the lifetimes in each region weighted by perturbation type integrals. The second parameter, the decay correction, can have no physical meaning in that it arises from an attempt to relate the two scales of reactivity involved; that is the scale using the prompt decay constant and the scale derived using the effective multiplication factor. The properties of these parameters are examined here with reference to an enriched uranium graphitemoderated reactor consisting of uniform core and reflector and it is shown that the two parameters are not uniquely defined by the reactivity of the system but depend on the method chosen to make the system subcritical. Two sets of measurements are treated by the theory. In one, the Windscale Advanced Gas-Cooled Reactor was shut down by a uniform poison. In the other the reactivity of a core in the zero-energy reactor HERO was varied by altering the loaded radius. The neutron pulse measurements are all shown to be in good agreement with more conventional methods of reactivity determination. Some discussion of the experimental techniques and the difficulties encountered in the graphite-moderated systems is presented. (author) [French] Les auteurs etudient la decroissance des neutrons instantanes d'une bouffee thermalisee de neutrons dans un systeme sous-critique a plusieurs regions, au moyen d'une theorie de diffusion a deux groupes. Ils montrent qu'on peut etablir un rapport entre la constante de decroissance du mode fondamental des neutrons instantanes et le facteur de multiplication effectif du systeme en fonction de deux parametres qui ont ete definis, aux fins du present memoire, comme le coefficient de reponse du reacteur et le facteur de correction pour la decroissance des neutrons instantanes et qui dependent dans une large mesure des structures de flux spatiales a l'interieur du systeme. Pour le systeme uniforme sans reflecteur, le coefficient de reponse peut etre considere comme etant identique a la duree de vie moyenne des neutrons dans le systeme; pour un systeme a plusieurs regions, c'est une moyenne des durees de vie dans toutes les regions ponderees par des integrales du type a perturbation. Le deuxieme parametre - le facteur de correction pour la decroissance - ne peut avoir aucune signification physique, en ce sens qu'il ressort d'une tentative faite pour etablir une relation entre les deux echelles de reactivite, savoir l'echelle que l'on obtient en utilisant la constante de decroissance des neutrons instantanes et celle que l'on obtient en utilisant le facteur de multiplication effectif. Les auteurs etudient les proprietes de ces parametres en se referant a un reacteur a uranium enrichi ralenti au graphite, qui se compose d'un coeur uniforme et d'un reflecteur; ils montrent que les deux parametres ne sont pas definis uniquement par la reactivite du systeme, mais dependent de la methode choisie pour rendre le systeme sous-critique. Deux series de mesures sont traitees d'une maniere theorique. Dans l'une, le reacteur a gaz pousse de Windscale a ete arrete par un poison uniforme. Dans l'autre, on a fait varier la reactivite d'un coeur du reacteur HERO de puissance zero en modifiant le rayon de la charge. Les auteurs montrent que toutes les mesures faites au moyen des neutrons puises sont en bon accord avec les resultats des methodes classiques de determination de la reactivite, ns discutent les methodes experimentales utilisees et les difficultes rencontrees dans les systemes ralentis au graphite. (author) [Spanish] Los autores estudian el decrecimiento inmediato de una rafaga de neutrones termalizados en un sistema subcritico de varias regiones, empleando una teoria de difusion de dos grupos. Demuestran que es posible establecer una relacion entre la constante de decrecimiento inmediato del modo fundamental y el factor de multiplicacion efectiva del sistema eligiendo dos parametros que, para los fines de la presente memoria se definen como el coeficiente de respuesta del reactor y como la correccion del decrecimiento inmediato, los cuales dependen en gran medida de la distribucion espacial del flujo en el interior del sistema. En el caso de un sistema uniforme desprovisto de reflector, el coeficiente de respuesta puede identificarse con la vida media de los neutrones en el sistema; en el caso de un sistema de varias regiones, ese coeficiente representa una combinacion de la vida media de los neutrones en cada region, ponderada por integrales del tipo de perturbacion. En cuanto al segundo parametro - la correccion del decrecimiento-, puede carecer de significado material en el sentido de que deriva de un intento de relacionar las dos escalas de reactividad que intervienen en el problema, es decir, la escala obtenida con la constante de decrecimiento inmediato y la escala obtenida empleando el factor de multiplicacion efectiva. Los autores examinan las propiedades de estos parametros en el caso de un reactor de uranio enriquecido moderado con grafito y constituido por un cuerpo y un reflector uniformes, y ponen de manifiesto que les dos parametros no quedan definidos unicamente por la reactividad del sistema, sino que dependen del metodo elegido para hacer que el sistema resulte subcritico. Los autores tratan por metodos teoricos dos conjuntos de mediciones. Uno de ellos se obtuvo en el reactor avanzado de Windscale, refigerado con gas, cuyo funcionamiento se interrumpio deliberadamente por un envenenamiento uniforme. En el segundo caso se hizo variar la reactividad del cuerpo del reactor 'HERO' de potencia nula modificando el radio de la zona cargada. Todas las mediciones de los impulsos ncuironicos concuerdan satisfactoriamente con las obtenidas por otros metodos mas clasicos de determinacion de la reactividad. Por ultimo, los autores examinan las tecnicas experimentales y las dificultades encontradas en los sistemas moderados con grafito. (author) [Russian] Mgnovennyj raspad termalizovannoj vspyshki nejtronov v mnogojeonnoj podkriticheskoj sisteme izuchalsja s pomoshh'ju dvuhgruppovoj teo- rii diffuzii. Pokazyvaetsja, chto mozhno ustanovit' svjaz' mezhdu postojannoj mgnovennogo raspada osnovnogo sostojanija i kojefficientom jeffektivnogo razmnozhenija sistemy v ramkah dvuh opredelennyh parametrov dlja celej publikuemogo doklada v kachestve kojefficienta chuvstvitel'nosti reaktora i popravki na mgnovennyj raspad, kotorye zavisjat v bol'shoj stepeni ot prostranstvennogo razmeshhenija potokov v sisteme. Pri odnorodnoj sisteme bez otrazhatelja kojefficient chuvstvitel'nosti mozhno ustanovit' pri opredelenii srednego perioda zhizni nejtrona v sisteme, dlja mnogozonnoj sistemy takoj kojefficient predstavljaet soboj sochetanie periodov zhizni v kazhdoj zone, uslozhnennyh in- tegralami vozmushhenija. Vtoroj parametr, popravka na raspad mozhet che imet' fizicheskogo smysla v svjazi s tem, chto ona pojavljaetsja pri popytke ustanovit' svjaz' mezhdu dvumja so- otvetstvujushhimi masshtabami reaktivnosti, to-est' masshtabom pri opredelenii kotorogo ispol'zuetsja postojannaja mgnovennogo raspada, i masshtabom, vyvodimym s ispol'zovaniem kojefficienta jeffektivnogo razmnozhenija. Izuchajutsja svojstva jetih parametrov s uporom na reaktor s obogashhennym uranom i grafitovym zamedlitelem, sostojashhij iz odnorodnoj aktivnoj zony i otrazhatelja, i pokazy- vaetsja, chto jeti dva parametra ne opredeljajutsja odnoznachno razmerom reaktivnosti sistemy, a zavisjat ot izbrannogo metoda dovedenija sistemy do sostojanija podkritichnosti. Oba vida izmerenij rassmatrivajutsja v teorii. V odnom sluchae usovershenstvovannyj reaktor s gazovym ohlazhdeniem v Uindskejle byl ostanovlen v rezul'tate ravnomernogo otravlenija. V drugom sluchae reaktivnost' aktivnoj zony v reaktore nulevoj moshhnosti NERO izmenjalas' putem izmenenija radiusa zagruzki. Rezul'taty izmerenij impul'sov nejtronov horosho soglasujutsja s rezul'tatami opredelenija reaktivnosti bolee obychnymi metodami. Provoditsja nekotoroe obsuzhdenie jeksperimental'nyh metodov i trudnostej, voznikajushhih pri ispol'zovanii sistem s grafitovym zamedlitelem. (author)}
place = {IAEA}
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month = {Oct}
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