A véghatás az RBMK -ban egy atomreaktor reakcióképességének rövid távú növekedésében (a várt csökkenés helyett) áll, amely az RBMK-1000 reaktoroknál figyelhető meg a korszerűsítés előtt , a vezérlő- és védelmi rendszer rúdjainak leengedésekor . (CPS) a legfelső (vagy ahhoz közeli) helyzetből . A hatást a rudak sikertelen tervezése okozta. Talán ez volt az egyik olyan tényező, amely hozzájárult a csernobili baleset katasztrofális kialakulásához. A csernobili atomerőmű balesete után a rudak kialakítása megváltozott és a véghatás megszűnt.
Az RBMK CPS rudai saját független hűtőkörükkel hűtött csatornákban helyezkednek el. A rúd fő része, amely bór-karbid neutronelnyelőt tartalmaz , 7 méter hosszú ( a reaktormag magassága ). Az abszorber alatt egy grafit kiszorító található, amely teleszkópos rúddal kapcsolódik hozzá. A kiszorító hossza körülbelül 5 méter. A rúd zónából való kiemelésekor (a felső helyzetbe költözéskor) a grafit kiszorító helyettesíti a CPS csatorna vizét, ami lehetővé teszi a neutronok szükségtelen víz általi elnyelésének elkerülését (a grafit lényegesen kisebb neutronelnyelő képességgel rendelkezik, mint könnyű víz ) és ezáltal "megmenteni" a neutronokat, ami viszont növeli a reaktor hatékonyságát.
Az RBMK mag magassága 7 m, és valószínűleg jobb lenne egy azonos hosszúságú kiszorítót készíteni, azonban a mag alatti csatorna magassága kisebbre van tervezve, és nem haladja meg az 5 m-t (~4,5). Így ha a rúd a legalacsonyabb helyzetben van, nem marad hely a hétméteres kiszorító elhelyezésére.
A teljesen eltávolított abszorber mellett a 4,5 méteres kiszorító az aktív zónában található, az alatta fennmaradó teret (1,25 méter) pedig a CPS csatorna vízzel töltik fel. Így a neutronokat gyengén elnyelő grafit a mag középső részén helyezkedik el, ahol a termikus neutronok maximális száma, a grafitnál érezhetően erősebb neutronokat elnyelő víz pedig a mag perifériáján (a felső, ill. alsó részek), amelyet lényegesen kisebb hőáram jellemez. neutronok, ahol neutronelnyelő képességét részben ellensúlyozza az utóbbiak „kis száma”.
A hatás akkor alakul ki, amikor a rúd a szélső felső helyzetből a magba mozog, amikor a neutronokat gyengén elnyelő grafit az első pillanatban a vizet helyettesíti a CPS csatornák alsó, nagyobb elnyelőképességű régiójában. Ennek eredményeként a mag alsó részében feltételek jönnek létre a pozitív reaktivitás kialakulásához és a helyi teljesítmény növekedéséhez. Meg kell ismételni, hogy a leírt terület a zóna alján található (kb. 1 m), amelyet a neutronfluxus alacsony értéke jellemez (jelentősen a reaktor átlagértéke alatt). Ugyanakkor az abszorber a mag legfelső részén grafitot helyettesít, ahol a neutronfluxus sűrűsége még kisebb is lehet, és a felülről bevitt negatív reaktivitás nem kompenzálja az alulról bevitt pozitív reaktivitást.
Ezeknek a reakcióképességeknek az aránya több tényezőtől függ. A felülről bevezetett bórkarbid térfogata megegyezik az alulról kiszorított víz térfogatával, de a bór befogási keresztmetszet a könnyű hidrogén befogási keresztmetszethez viszonyítva hozzávetőlegesen 755:0,33 [1] , azaz körülbelül ~2265-ször nagyobb. A véghatás miatt bevitt lokális reaktivitás arányos a neutronfluxus négyzetével (perturbációelmélet), ezért a véghatás megjelenéséhez a felülről érkező neutronfluxusnak kb. ~50-szer kisebbnek kell lennie. A reaktor névleges üzemi körülményei között ez gyakorlatilag nem fordul elő, ezért a hatást sokáig nem észlelték.
Mindazonáltal ott van mind a tüzelőanyag (ami nem változtathatja meg a neutronmező profilját), mind pedig magának a vezérlőrúdnak az égési tényezője, különösen annak alsó végén, amely a legtovább marad a reaktorban, ill. továbbra is a neutronmezőben marad még a legfelső helyzetben is.
A véghatást 1983-ban fedezték fel az ignalinai 1. blokk , valamint a csernobili atomerőmű 4. blokkjának reaktorainak fizikai indításakor . [2] [3] Tanulmányok kimutatták, hogy a véghatás akkor figyelhető meg, ha a felső végkapcsolókból egyetlen rudat merítenek az aktív zónába. Kísérletileg kimutatták, hogy a rudak tömeges behelyezése (több mint 15-18 PP rúd) kizárta a véghatást [2] (mindazonáltal lásd [2] a 3.4 fejezetet).
A véghatás hozzájárulhatott az 1986. április 26-i csernobili katasztrófa katasztrofális fejlődéséhez, hiszen a rögzített adatokból ismert, hogy közvetlenül a katasztrófa előtt a reaktorban magas volt a kiégés és elfogadhatatlanul alacsony üzemi reaktivitási ráta . így a vezérlőrudak nagy része a felső végálláskapcsolókon volt. Ebben az esetben a CPS rudak tömeges bevezetése a magba kompenzálatlan reaktivitás kialakulásához vezethet (különböző becslések szerint 0,3-1,1 β).
A vezérlőrúd behelyezési sebessége is számít. A bot sima és kontrollált süllyesztésével időben észrevehető a váratlan erőnövekedés, és megállítható a bot behelyezése. A vészvédelmi gomb megnyomásakor a rudak behelyezése a lehető leggyorsabban megtörténik, így azonnal nagy pozitív reaktivitás léphet fel.
Így vagy úgy, a véghatás megakadályozta, hogy a vezérlőrudak leállítsák a reaktort az első másodpercben (legfeljebb 5-6) a megfelelő parancs kiadása után.
A csernobili atomerőműben történt baleset után az RBMK reaktorokat modernizálták, beleértve a CPS rudak kialakításának változtatásait is, kizárva a pozitív véghatást. A továbbfejlesztett CPS botok hét méteres kiszorítóval és abszorberrel rendelkeztek. Az abszorber két részből állt - egy 5 méteres régiből és egy 2 méteres szalagból, amely a teleszkóp összecsukásakor a kiszorítóra kerül [4] .
Jelenleg minden RBMK reaktor fel van szerelve fix kiszorítóval (ún. sleeve) ellátott, neutronokat gyengén elnyelő alumíniumötvözetből készült klaszter szabályozókkal (CRO). Ezt a kiszorítót kívülről a CPS körvíz hűti. A KRO hüvely belső részén lyukak vannak, amelyekben a CPS elnyelő rudak "száraz" mozgást végeznek.