Jednou z veličin, které popisují stav reaktoru, je tzv. reaktivita, kterou určujeme vztahem r = [(k-1)/k]. Reaktivita je kladná pro nadkritický reaktor, záporná pro podkritický reaktor a rovna nule, je-li reaktor právě kritický.
Reaktor nacházející se stále v kritickém stavu představuje pouze matematickou abstrakci. Ve skutečnosti v reaktoru probíhají změny, které zhoršují vlastnosti aktivní zóny a bez mechanismu obnovy reaktivity reaktoru by reaktor nemohl pracovat ani velmi krátkou dobu. Každý proces štěpení totiž snižuje počet atomů štěpícího se materiálu a tím zmenšuje i k0. Částečně je sice ubývající štěpící se materiál doplňován vznikajícím 239Pu, ale to většinou nepostačuje. Dalším negativním důsledkem štěpení je vznik nových jader, která absorbují neutrony. Nahromadění produktů štěpení také snižuje reaktivitu. Konečně i zvýšení teploty aktivní zóny má snižující vliv na reaktivitu. Za těchto okolností může jaderný reaktor pracovat se zadaným výkonem delší dobu jen v tom případě, že na začátku své práce má zásobu reaktivity. Uvolňováním této vázané reaktivity jsou kompenzovány přirozené ztráty reaktivity a reaktor je neustále udržován v kritickém stavu. Počáteční zásoba reaktivity se vytvoří konstrukcí aktivní zóny s rozměry většími než kritickými. Aby reaktor nebyl nadkritický, musíme zároveň snížit k0 vložením absorbátorů do aktivní zóny. Takovými absorbátory nejčastěji bývají tzv. kompenzační tyče z materiálu pohlcujícího neutrony, například kadmia nebo bóru, ale mohou být i ze štěpícího se materiálu. Tyto tyče jsou v průběhu práce reaktoru postupně vysunovány. Kompenzace může být také prováděna změnou polohy reflektoru. Kromě kompenzačních jsou v reaktoru ještě regulační tyče, které slouží k okamžité regulaci výkonu reaktoru, a havarijní tyče, které v případě havárie padají do aktivní zóny a přeruší řetězovou reakci.
Jestliže je veškerá zásoba reaktivity reaktoru vyčerpána, řetězová reakce utichá. Abychom mohli řetězovou reakci opět spustit, musíme vyměnit uran v aktivní zóně. Doba práce reaktoru s jednou náplní se nazývá kampaň reaktoru. Je zřejmě výhodné, aby kampaň reaktoru byla co nejdelší. Délka kampaně reaktoru je omezena jednak zásobou reaktivity reaktoru a jednak hromaděním produktů štěpení. Ty totiž zaujímají větší objem než původní štěpící se materiál a při větším nahromadění produktů dochází ke vzniku trhlin, vzdutí a deformací palivových článků. Tyto jevy by mohly způsobit únik radioaktivních produktů štěpení nebo zaklínění palivových článků v technologických kanálech. Proto práce reaktoru musí skončit dříve, než by mohlo dojít k těmto komplikacím.
Při práci reaktoru dochází k úbytku štěpícího se materiálu. Za celou dobu
kampaně reaktoru nechť ubude DM paliva. Pak poměr
| (46) |