증배계수

Multiplication Factor. 원자로에서 어떤 한 세대의 총 중성자 수와 바로 그 다음세대의 총중성자 수의 비 또는 한번의 핵분열로 생성된 중성자들 중 다시 핵분열을 일으키는 평균 중성자의 수로 정의 되며 k로 표기한다.

중성자가 핵연료와 반응하여 한번 핵분열을 하게 되면 보통 2~3개의 새로운 중성자가 생성되는데 이중 한개가 다시 핵분열을 일으킨다면 이때의 증배계수는 '1' 이다. 핵분열을 하지 못한 중성자는 원자로 밖으로 누설되거나 원자로내 물질과 반응을 하나 핵분열을 일으키지 않고 흡수된다. 무한 증배계수(Infinite Multiplication Factor)는 원자로가 무한이 커서 원자로 밖으로의 누설을 고려하지 않는 경우의 증배계수를 말한다. 누설을 고려한 증배계수를 유효 증배계수(Effective Multiplication Factor)라고 한다.

증배계수 k는 원자로내 중성자 수의 시간 거동을 결정하며 출력의 공간분포와 함께 원자로물리에서 핵심적으로 다뤄지는 물리인자이다.

• k < 1 (미임계) : 시간이 지남에 따라 중성자의 수가 줄어들어 핵분열이 줄고 따라서 출력이 감소한다.

• k=1 (임계) : 시간이 지나도 중성자의 수는 변화가 없으며 출력이 일정하게 유지된다. 원전에서는 출력을 변동시키지 않는 한 k=1인 임계 상태로 운전한다.

• k>1 (초임계) : 시간이 지남에 따라 중성자의 수가 증가하고 출력도 증가한다.

이 자료의 최초 작성 및 등록 : 박 찬오(SNEPC) copark5379@snu.ac.kr