지발임계 (Delayed Critical)
쉽게 풀면
원자로가 정상적으로 임계 상태(k=1)에 있을 때, 사실 즉발중성자만 놓고 보면 연쇄반응을 유지하기에는 부족합니다. 부족한 부분을 핵분열생성물이 시간을 두고 붕괴하며 방출하는 지발중성자가 채워주기 때문에 전체적으로 딱 임계가 유지되는 것입니다. 이 상태를 지발임계라고 부릅니다. 이는 마치 자전거가 페달을 밟는 힘만으로는 부족한 부분을 관성과 약간의 추가 힘으로 정확히 맞춰 일정한 속도를 유지하는 것과 비슷합니다. 지발중성자가 임계 유지에 필요한 만큼 기여하고 있기 때문에, 반응이 서서히 진행되어 사람이 충분히 제어할 수 있는 여유 시간이 확보됩니다.
왜 중요한가
지발임계는 정상적으로 안전하게 운전되는 원자로의 표준 상태로, 즉발임계와 대비되는 개념으로서 원자로 안전성의 근간을 이룹니다. 지발중성자가 반응도 변화에 대한 시간 지연을 제공하기 때문에, 원자로는 지발임계 영역에서 운전자가 충분히 반응하고 조작할 수 있는 시간을 확보하게 됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
정상 운전 상태로서 지발임계의 역할을 설명한 문장입니다.
지발임계 상태에서의 출력 응답 특성을 인아워방정식과 연결한 문장입니다.
조금 더 깊게 보면
지발임계는 반응도(ρ)가 정확히 0인, 즉 실효증배계수(k)가 정확히 1인 상태를 가리킵니다. 반응도가 0보다 크지만 지발중성자분율(β)보다는 작은 구간(0<ρ<β)은 별도로 지발초임계라고 부르며, 이 구간에서의 출력 변화는 인아워방정식으로 기술되는 비교적 완만한 지수적 거동을 보입니다. 반응도가 β 이상이 되면 즉발임계로 전이합니다.
주의할 점
지발임계는 반응도가 정확히 0일 때(순수 임계)를 가리키는 용어이며, 0과 지발중성자분율 사이의 범위(지발초임계)와 혼동하지 않도록 주의해야 합니다.