空泡系数(英语:void fraction coefficient),在核工程中,是指空泡的体积与慢化剂及空泡的总体积之比。它用于估计核反应堆中使用的中子慢化剂和冷却剂对空泡(通常为蒸汽气泡)所产生的影响。空泡引起的反应性一般都是负的,这对压水堆在事故状态下的安全是有利的。在压水堆的设计中,慢化剂内的空泡体积变化1%所引起的反应性变化称为慢化级空泡系数。
简介
空泡系数是两相混合物在任一流动截面内气相所占的总面积份额,又称为截面含气率或真实含气率。表达式为 a=Ag/A,式中,A、Ag分别表示流道面积与气体流通面积。
在核工程中,“反应性”指的是反应堆堆芯核连锁反应的变化程度,它与反应堆堆芯改变功率等级的趋势直接相关。反应性为正时,堆芯功率倾向于升高;为负时,堆芯功率倾向于降低;为零时,堆芯功率趋于稳定。反应堆的控制系统可以调整反应性,以获得所需的功率变化或保持在同一功率水平。
影响反应性的因素很多,包括冷却剂/慢化剂的温度和密度,核燃料的温度和密度,以及反应堆结构的温度和密度。反应堆中的净反应性是以上所有因素的总和,空泡系数只是其中的一个因素。使用液体慢化剂或冷却剂的反应堆通常具有空泡系数值,当反应堆慢化不充分时,空泡系数值为负;过慢化时,空泡系数值为正。而当反应堆慢化剂及冷却剂均非液体时(如石墨慢化堆及气冷堆),其空泡系数值为零。