İki noktalı nükleer reaktör kinetik modelinin bir grup geciken nötron prekürsörleri için çözümü

Fizik madde ve enerji arasındaki ilişkiyi inceleyen doğa bilimlerinin temelidir. Madde atomlardan, atomlar ise üçlü kuark yapısına sahip baryonlar ve elektronlardan oluşur. Elektriksel olarak yüksüz ve kararsız bir baryon olan nötronlar atom çekirdeğinde protonlarla beraber fiziksel evrenin şekillenmesinde, madde ve enerji arasındaki dönüşümde önemli bir rol üstlenir. Teknolojinin gelişmesiyle beraber günümüzde enerji ihtiyacı giderek artmaktadır. Enerji ihtiyacını karşılayacak çözüm yollarından biri olan nükleer güç reaktörlerinde nötronların davranışlarını iyi analiz etmek gerekir. Kesintisiz güç sağladığı için yenilenebilir enerji kaynaklarına göre geçerli bir alternatif oluşturan nükleer güç reaktörlerinden elde edilen enerji miktarı, yapım ve işletim maliyetleri ve kullanılan yakıt miktarı bakımından hala cazibesini korumaktadır. Nükleer enerjinin ticari kullanımı ise nükleer reaktörlerde gerçekleşen kontrollü fisyon reaksiyonu yoluyla gerçekleşmektedir. Bu çalışmada, fisyon reaksiyonunu tetikleyen nötronlar çabuk ve geciken nötronlar olmak üzere ikiye ayrılmış, süperkritik bir reaktör için, iki-nokta kinetik model numerik ve iteratif olarak çözülmüştür. Reaktivitenin lineer olarak arttığı durum için çekirdek, yansıtıcı ve geciken nötron sayıları ilk değerler seçilerek zamanın fonksiyonu olarak hesaplanmıştır. Sonuçlarımız, artan geciken nötron oranı ' nın çekirdek ve reflektördeki nötron sayılarının üstel artış eğilimini kırdığını göstermektedir.  =0.5 değerine ulaşıldığında çekirdek ve reflektördeki nötron sayıları stabilleşmekte,  >0.5 bölgesinde ise asimptotik olarak sıfıra yakınsamaktadır. Geciken nötronlar β=0.5 olduğunda geciken nötron sayısı sıfırdan farklı bir değere asimptotik olarak yakınsamaktadır. Bu şekilde, geciken nötron oranını artırarak süperkritik bir reaktörde fisyon reaksiyonunun kontrol altında tutulabileceği gözlenmiştir.