Reaktivität (Kerntechnik)

Die Reaktivität, eine Größe der Dimension Zahl (früher dimensionslose Größe genannt) der Reaktorphysik und Kerntechnik, ist ein Maß für die Abweichung des Multiplikationsfaktors k vom Wert k = 1. Sie beschreibt damit ebenso wie der Multiplikationsfaktor die Kritikalität einer Spaltstoffanordnung, z.B. eines Kernreaktors.

Definition

Die Reaktivität $\rho$ (griechisches rho) ist definiert als:

$\rho ={\frac {k-1}{k}}$

Es gilt demnach:

$\rho$ < 0 entspricht < 1, der Reaktor ist unterkritisch.

$\rho$ = 0 entspricht = 1, der Reaktor ist kritisch.

$\rho$ > 0 entspricht > 1, der Reaktor ist überkritisch.

Gegenüber dem Multiplikationsfaktor hat die Reaktivität den Vorteil, dass sie näherungsweise additiv und damit die anschaulichere Größe ist. Werden beispielsweise zwei Absorberstäbe mit bestimmten Reaktivitätswerten in den Reaktorkern eingefahren, verringert sich die Gesamtreaktivität um die Summe dieser Werte. Statt von Reaktivitätsänderung spricht man in der Praxis häufig von der Zufuhr positiver oder negativer Reaktivität zum Reaktor.

Reaktivitätsmaße

Die Reaktivität wird z.B. in Prozent oder auch in Dollar oder Cent angegeben (siehe Kritikalität). Es handelt sich dabei um Hilfsmaßeinheiten. Die Reaktivitätsmaße Dollar und Cent sind für den Praktiker besonders anschaulich, weil 1 Dollar = 100 Cent den – für die Sicherheit wichtigen – Abstand zwischen den Zuständen verzögert kritisch und prompt kritisch bedeutet.

Reaktivitätskoeffizienten

→ Hauptartikel: Reaktivitätskoeffizient

Ein Reaktivitätskoeffizient gibt an, wie die Reaktivität $\rho$ durch Änderung einer bestimmten anderen Größe beeinflusst wird. Mathematisch ist er der Differentialquotient ${\frac {d\rho }{dx}}$ . Wichtige Beispiele:

der Dopplerkoeffizient beschreibt den Einfluss der Temperatur,
der Kühlmittelverlust- oder Dampfblasenkoeffizient beschreibt den Einfluss des Hohlraum-Anteils im Kühlmittel.

Je nach Bedarf werden in der Literatur auch noch andere Reaktivitätskoeffizienten definiert.

Reaktivitätsstörfall

Reaktivitätsstörfall ist eine allgemeine Bezeichnung für Reaktorstörfälle, deren auslösendes Ereignis eine ungewollte oder leichtfertig herbeigeführte Reaktivitätserhöhung ist. Eine gefährliche Reaktivitätserhöhung kann aber auch als Folge anders ausgelöster Störungen auftreten.

Ein weltweit bekannter Reaktivitätsstörfall ist die Reaktorkatastrophe von Tschernobyl vom 26. April 1986.

Basierend auf einem Artikel in:

Wikipedia.de