I en kjernereaktor er voidkoeffisient et uttrykk for hvor mye reaksjonshastigheten, i den nukleære kjedereaksjonen, blir endret når kjølemiddel fortrenges fra reaktorkjernen og det oppstår et tomrom (void). Dette er kritisk for reguleringen av reaktorens termiske ytelse, det vil si hvor mye varme som produseres. 

Hvis voidkoeffisienten er positiv vil reaktoren ha en tendens til å øke den termiske ytelsen, noe som krever at reaktorens reguleringsmekanisme må aktiviseres for å unngå at reaktoren blir overopphetet. Motsatt vil en negativ voidkoeffisient bidra til at reaktorens ytelse dempes, mens med en voidkoeffisient lik null vil reaktoren tendere til å forbli stabil. Void-effekter opptrer i reaktorer som bruker flytende kjølemiddel, slik som vann eller flytende metall.  I gasskjølte reaktorer regnes ikke void-effekter å ha noen betydning.

I en kjernereaktor drives kjedereaksjonen ved at nøytroner fanges inn av atomkjerner som splittes og sender ut nye nøytroner. Hvor mange av de nye nøytronene som bidrar til å splitte nye atomer, avhenger av hastigheten til nøytronene, men også av hvor mange nøytroner som blir absorbert underveis. Moderatoren bremser nøytronene slik at de lettere fanges inn av atomkjerner, noe som bidrar til å øke tempoet i kjedereaksjonen. På den annen blir også noen nøytroner absorbert, og da blir det færre nøytroner til å holde kjedereaksjonen i gang.

I en reaktor som bruker flytende væske som kjølemiddel, for eksempel vann, kan det begynne å koke hvis temperaturen blir for høy. Det kan også gå tapt som følge av en teknisk feil. Det oppstår da et tomrom mellom reaktorkjernen og kjølemiddelet. Dette svekker nedkjølingen av reaktorkjernen og er i seg selv kritisk. Problemet forsterkes hvis kjølemidlet også har hatt som funksjon å absorbere nøytroner. Da vil reaktoreffekten tendere til å øke. Hvis derimot kjølemiddelet også fungerer som en moderator, slik for eksempel vann gjør, får man en motsatt tendens. Da vil fravær av kjølemiddel også bidra til at nedbremsingen av nøytronene reduseres og dette kan føre til at kjedereaksjonen dør ut. Den samlede virkning av disse effektene avgjør om voidkoeffisienten blir positiv eller negativ.

En positiv void-effekt krever at reguleringssystemet reagerer raskt og demper ned den økte reaksjonshastigheten. I motsatt fall kan systemet bli ustabilt ved at økt temperatur kan gi en positiv tilbakekopling som virker selvforsterkende og bidra til at enda mer av kjølevæsken koker bort. RBMK-reaktoren som ble brukt i Tsjernobyl, hadde en høy positiv voidkoeffisient og dette bidro til ulykkens dramatisk forløp. De fleste reaktorene blir derfor bygd med en negativ voidkoeffisient.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.