FTC와 연소도의 관계

FTC를 이야기하기 전에 우선 Resonance escape probability (p)를 이해해야 한다. Resonance escape probability란 속중성자가 감속되어 열중성자가 될수 있는 확률이다. 즉, Resonace capture (공명흡수)를 피해서 열중성자로 감속되는 확률을 말한다. 중성자는 감속과정에서 U-238이나 PU-240에게 흡수되기 때문에 항상 1.0보다 작다.

그런데 노심의 온도가 증가하게 되면 p는 감소한다. 왜 감소할까? 두 가지 이유가 있다. 첫 번째는 Moderator to fuel atom의 비율이 감소하기 때문이고, 두 번째는 Resonace capture cross section이 broadening(확장)하기 때문이다. 먼저, 감속재의 비율이 줄어들면 속중성자가 감속될 수 있는 확율이 줄어들기 때문에 p는 감소한다. 다음으로 cross section이 broadening되는 것은 peak가 줄어들고 cx의 아래쪽이 넓어지는 효과이다. 이 효과는 중성자가 흡수될 수 이는 에너지의 영역을 넓히기 때문에 흡수되는 확률은 증가, 감속의 확률은 감소한다.

[온도 vs. FTC] 낮은 온도에서의 단위온도당 broadening 효과가 (FTC) 높은 온도에서의 단위온도당 broadening 효과보다 크다. --> 낮은 온도에서 more negative FTC

[연소도 vs. FTC] 연소도가 증가하면 fuel과 clad의 gap이 작아지기 때문에 thermal conductivity는 증가하여 fuel temperature는 감소하게 된다. --> 낮은 온도에서 more negative한 FTC의 특성 때문에 EOC에서는 more negative한 FTC

[연소도 vs. FTC] 또한, 연소도가 증가하게 되면 esonance capture cx이 높은 PU-240이 buildup되고 FTC는 more negative

[온도 vs. DPC] BOC에서는 출력변화당 Fuel의 온도변화가 크고 EOC에서는 출력변화당 온도변화가 작다. --> DPC는 less negative at EOC