Subkritik reaktor. Subkritik reaktor va tashqi neytronlar manbaidan tashkil topgan gibrid sistemalar yadroviy qurilmalarning yangi toifasi hisoblanadi. Tashqi manba sifatida proton tezlatkichlarda tezlatilgan zaryadli zarralarning ogʻir element-nishonlar bilan reaksiyasi natijasida hosil boʻlgan neytronlar ishlatiladi. Bunday turdagi qurilmalarga qiziqish ayniqsa, uzoq yashovchi radioaktiv nuklidlar olish va boshqarib boʻlmaydigan zanjir reaksiyasini toʻxtatish imkoniyati tufayli ortib bormoqda. Reaktorning elementar kinetik tenglamasi: Bu yerda formula_2- neytronlar manbaining solishtirma quvvati; formula_3- reaktorning subkritiklik darajasi, yaʼni formula_4. Bundan foydalanib yuqoridagi tenglamani quyidagicha yozish mumkin: formula_6 boʻlganda formula_7 boʻladi. Natijada Ushbu olingan formuladan quyidagi xulosalarni chiqarish mumkin: Subkritik reaktorlarda oʻtish jarayonlarining elementar kinetik tenglamasi: Ilmiy-taqiqot reaktorlarida ishlatiladigan tezlatgichlar. Elektro-yadro qurilmalarda ishlatiladigan tezlatgichning sxemasi quyidagi rasmda tasvirlangan. Bunda formula_15 ionlarni hosil qilish uchun turli tipdagi plazma manbalardan foydalaniladi. Bu manbalardan vodorod ionlari 15-20 keV energiya bilan ajralib chiqadi. Bu ionlar dasta hosil qilish tizimiga borib tushadi va u yerda tezlashtiruvchi rezonatorga injeksiya qilinadi. Bu tizim bir vaqtning o`zida ion o`tkazgichdagi bosimni ham pasaytirishga xizmat qiladi. Zarralarni 2-3 MeV gacha tezlatish uchun fazoviy bir jinsli kvadrupol fokusirovkadan foydalaniladi (RFQ). Ushbu tizim injeksiya energiyasi juda kichik – 30-100 keV bo`lganda deyarli 100% zarralarni qamrab olish imkonini beradi. Shundan so`ng vodorod ionlarini 2-3 dan 90-100 MeV gacha tezlatish uchun turli modifikatsiyali dreyf trubkalaridan foydalaniladi. 15-20 MeV gacha dastani tashqi magnit maydonining yordamisiz yuqori chastotali fokusirovkalovchi rezonatordan foydalanish mumkin. Bu o`zgaruvchan fazali fokusirovkalovchi tezlatgichlar deyilib, ularda dreyf trubkasining oralig`idagi tirqishlar tezlatish uchun emas, fokusirovka uchun ishlatiladi. 20 dan 100 MeV gacha dreyf trubkasining barcha oraliq tirqishlarida tezlatuvchi faza ishlatiladi. Dastani radial fokuslash uchun dreyf trubkasida joylashgan sun’iy magnitlar hosil qiladigan magnit maydonidan foydalaniladi. Bunda rezonatordagi yuqori chastotali maydonning tebranishi asosiy hisoblanmaydi. Ya’ni bu tizimda formula_16 tipli tebranishlar emas, balki formula_17 tipli tebranishlar asosiy hisoblanadi. Shuning uchun bunday rezonatorlar H-rezonatorlar deb ataladi. Yuqori tipli tebranishlardan tezlatish uchun foydalanish rezonatorning ko`ndalang o`lchamlarini qisqartirish imkonini beradi. Masalan, agar formula_16 tebranishlarni hosil qiladigan Alvares strukturasi uchun rezonator diametri 1.3 ga teng bo`lsa, formula_17 to`lqini uchun bu ko`rsatkich 2-5 marta kamayishi mumkin. H-rezonatorlar yuqori shunt qarshiligiga ega. Bu qarshilik zarraning tezligi ortib borishi bilan juda tez kamayadi. Zarralar tezligi ortib borganda, dreyf trubkalarining uzunligi oshiriladi va formula_20tezlikda tezlatishning effektivligini saqlab qolish uchun rezonatorda yanada yuqori chastotali tebranishlardan foydalaniladi. Masalan, OakRidge (AQSH) tezlatgichida chastota ikki marta orttiriladi. Tezlatkichning umumiy uzunligi 80 metrni tashkil qiladi. Yuqorda aytib o`tilgan tezlatgichlarning loyihasini tuzishda juda e’tiborli bo`lish va ularning parametrlarini optimallashtirish lozim. Elektro-yadro qurilmalarda nishon materiallar sifatida stabil yadroli elementlar – Pb, Bi, W, Ta va boshqalardan foydalaniladi. Ulardan chiqayotgan neytronlarning intensivligi quyidagi formuladan aniqlanadi: Bu yerda, formula_22 – tezlatgichdagi o`rtacha tok, formula_23 – tezlatilgan zarraning zaryadi, formula_24– neytronlar chiqishi (nishonga kelib tushgan bitta zarra generatsiyalaydigan neytronlarning o`rtacha soni) Reaktor aktiv zonasining issiqlik quvvati quyidagi formula bilan aniqlanadi: bu yerda formula_26 - yonilg`ining bitta yadrosi bo`linganda hosil bo`ladigan energiya. Agar tashqi neytronlar manbaidagi neytronlarning fazoviy-energetik taqsimoti aktiv zonadagi neytronlarning taqsimoti bilan mos tushsa, neytronlar generatsiyasining intensivligi quyidagi ifoda bilan aniqlanadi: bu yerda formula_28 - neytronlar manbaining intensivligi, formula_29 - aktiv zonadagi effektiv ko`payish koeffitsiyenti. formula_30 qiymat yadroviy xavfsizlik nuqtai nazaridan kelib chiqib tanlanadi.