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Il Nuovo Cimento (1955-1965)

, Volume 21, Issue 3, pp 484–499 | Cite as

On the theory of «spiking» in neutron multiplying systems

  • S. E. Corno
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Summary

The main purpose of the work is to develop a theory suitable for dealing with those neutron multiplying structures in which a small number of highly reactive blocks the so called « spikes » are embedded into a finite subcritical medium; this basic medium is assumed to be homogeneous from the standpoint of neutron migration and multiplication. It is shown how the theory can be worked out by performing a proper inversion of the integral operator, which describes the thermal flux distribution. The problem is solved by giving it the same form which one encounters when treating along the lines of the heterogeneous theory-a «reactor with a small number of blocks». Cylindrical multiplying structures are examined in great detail: the resulting treatment-within the limits of the age-diffusion or multigroup theory-can be considered as the exact one, at least for those systems is which the spikes can be taken as line singularities of the neutron field. Spiked structures-even if the basic multiplying medium is left unchanged possess as many degrees of freedom as the number of « classes » of spikes which constitute the system, times the number of parameters charactering each spike. Anoptimization theory is worked out for such types of nuclear reactors in order to fulfill, by a proper choice of the free parameters, the criticality condition together with a set of additional requirements.

Riassunto

Scopo di questo lavoro è la formulazione di una teoria della criticità adatta per strutture moltiplicanti di neutroni, costituite da un piccolo numero di « blocchi » (spikes), altamente arricchiti, immersi in un mezzo moltiplicante finito, praticamente omogeneo. La teoria è. fondata sulla soluzione dell’equazione integrale che descrive la distribuzione del flusso neutronico termico nel sistema. Il problema viene formalmente ricondotto ad una equazione critica analoga a quella che si incontra, trattando col metodo eterogeneo reattori aventi un piccolo numero di elementi di combustibile. Si esaminano in dettaglio le strutture moltiplicanti cilindriche assialmente infinite e la trattazione che ne risulta puÒ considerarsi rigorosa nell’ambito della teoria dell’etàdiffusione. La generalizzazione a più gruppi è da ritenersi immediata. Tutti i gradi di libertà delie strutture contenenti spikes vengono inline vincolati tramite una opportuna teoria dell’ottimizzazione. Ció consente di ottenere le più favorevoli distribuzioni della potenza nel sistema critico, oppure di estremare una qualunque funzione dipendente dalle caratteristiche degli « spikes ».

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Copyright information

© Società Italiana di Fisica 1961

Authors and Affiliations

  • S. E. Corno
    • 1
  1. 1.ACIP NucleareSan Donalo

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