دورة المفاعل

الخطوة 1: فهم مدخلات الحاسبة. تحتوي الحاسبة على ثلاثة مدخلات رئيسية: التفاعلية (reactivity) وتقاس بوحدة دولار أو نسبة مئوية، وتمثل الانحراف عن حالة الحرجة. عمر النيوترونات الفوري (prompt lifetime) ويقاس بالثواني، وهو متوسط عمر جيل النيوترونات الفورية قبل امتصاصها أو تسربها. الكسر المؤجل (delayed fraction) وهو جزء النيوترونات المتأخرة من مجموع النيوترونات الناتجة عن الانشطار، ويتراوح عادة بين 0.0065 و0.007 لليورانيوم-235. هذه المدخلات تحدد سرعة تغير عدد النيوترونات في المفاعل.

الخطوة 2: حساب فترة المفاعل (Reactor Period). الصيغة الأساسية المستخدمة هي معادلة الإنهور (Inhour Equation)، والتي تربط التفاعلية ρ بفترة المفاعل T عبر العلاقة: ρ = (ℓ / T) + Σ (β_i / (1 + λ_i T))، حيث ℓ هو عمر النيوترونات الفوري، β_i وλ_i هما كسر وثابت اضمحلال المجموعة i من النيوترونات المتأخرة. في هذه الحاسبة المبسطة، نفترض مجموعة واحدة من النيوترونات المتأخرة بمتوسط ثابت اضمحلال λ≈0.08 ثانية^-1، وبذلك تصبح المعادلة: ρ = ℓ/T + β/(1+λT). يتم حل هذه المعادلة لإيجاد T باستخدام طرق عددية (مثل طريقة نيوتن-رافسون) أو تقريب تحليلي.

الخطوة 3: تفسير النتيجة. فترة المفاعل T تمثل الزمن بالثواني اللازم لزيادة عدد النيوترونات (وبالتالي قدرة المفاعل) بعامل e (≈2.718). إذا كانت T موجبة، يكون المفاعل فوق حرج (عدد النيوترونات يتزايد)، وإذا كانت سالبة، فهو تحت حرج (يتناقص). كلما صغرت T، كان التغير أسرع. مثلاً، فترة قصيرة جداً (أقل من ثانية) تشير إلى حالة فوق حرجية فورية خطيرة. يُستخدم هذا المقياس في التحكم في المفاعلات النووية لضمان التشغيل الآمن.