衰變熱

在核反應堆技術中，衰變熱——有時也簡稱為余熱——用于描述核裂變反應結束后燃料元件中仍新產生的衰變熱輸出。由于中子通量。由于控制棒的回縮幾乎停滯不前，停堆后幾乎沒有發生新的裂變反應。相反，隕變熱的發生是因為現有的短壽命裂變產物發生放射性衰變。下游分解過程的熱量輸出也在正常、連續的反應器操作中不斷發生；但是，對于發熱，僅表示設備關閉時新產生的熱量。這種衰變熱也發生在乏燃料池、腳輪或儲存設施中的乏燃料元件中。

俗話說，發熱也被稱為“余熱”。 該術語具有誤導性，因為它可能與儲存在反應堆堆芯中的熱量相混淆。

停堆后立即產生的熱功率為反應堆先前熱功率的 5% 至 10%，具體取決于反應堆類型、運行時間和使用的核燃料。 在諸如 EPR 等具有 1600 兆瓦 (MW) 電功率的大型反應堆中，約 4,000 兆瓦的熱輸出，關閉后一小時仍產生約 50 兆瓦的熱輸出，四天后產生 20 兆瓦的熱輸出。

根據指數函數，衰變鏈開始時放射性核素的剩余量隨時間減少。 對于剛剛形成的核素，如果只考慮一級反應，時間進程是遞增和遞減指數函數的總和。中子俘獲是二級核反應，但在存在中子吸收劑的情況下僅次于核燃料。 在反應器中的裂解產物混合物的情況下，許多具有廣泛分布的時間常數的指數函數被疊加以形成一個過程，對于實際目的，可以近似為冪函數。 計算規則在標準 DIN 25463-1 和 DIN 25463-2 中指定。

Way 和 Wigner 詳細介紹了推導過程。 簡要的假設和近似值：

• 裂變產物的質量數 A L 和 A H固定在觀察到的分布的最 大值處。
• 對于輕 (L) 和重 (H) 裂變產物，質子數 Z 的分布近似為高斯分布。
• 根據薩金特法則，確定動力學的 β發射體的壽命被設置為與母核和子核之間能量差的五次方成反比，而薩金特法則是計算使用 Bethe-Weizs?cker 公式。

對于單個初始裂變事件的產物的平均衰變功率，如果初始裂變事件發生在時間 t = 0，則衰變與 t ? 1 , 2發生了，或者

P 1 ( t ? t ′ ) ∝ ( t ? t ′ ) ? 1 , 2 。

在典型的燃料元件循環中以接近標稱功率運行 11 個月后，由上述公式得出以下值（功率值和持續時間與典型大型反應堆的燃料含量有關）

未冷卻的、用過的燃料元件在運行結束后從反應堆堆芯中排出后，將繼續加熱至熔點達數月之久。為了驅散它們的沉積熱，這些燃料元件必須在每個核電站的充滿水的冷卻池中儲存數年。冷卻盆輸出的熱量被主動消散；在較新的工廠中，它經濟地用于預熱反應堆給水（分解罐給水預熱器冷卻回路）。