Різниця між контрольним стрижнем та нейтральним модератором

The ключова різниця між стрижнем управління і нейтроном модератором є те контрольні стрижні здатні поглинати нейтрони, тоді як нейтрони-модератори можуть сповільнювати нейтрони.

Контрольний стрижень та нейтронний модератор - це дві складові ядерних реакторів. Ці два компоненти мають дві різні, але важливі ролі. Контрольний стрижень керує реакцією ядерної ланцюга, поглинаючи нейтрони, але модератор нейтронів керує реакцією ядерної ланцюга за рахунок зниження швидкості нейтронів.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке контрольний стрижень 
3. Що таке нейтральний модератор
4. Поруч порівняння - контрольний стрижень проти нейтронного модератора в табличній формі
5. Підсумок

Що таке контрольний стрижень?

Контрольний стрижень - це компонент ядерного реактора, який може поглинати нейтрони. Назва цього компонента названа такою, оскільки його основна роль полягає у контролі швидкості поділу урану чи плутонію, що використовується в ядерному реакторі, поглинаючи нейтрони. До складу контрольних стрижнів зазвичай входять хімічні елементи, такі як бор, кадмій, срібло тощо. Ці хімічні елементи здатні поглинати нейтрони, не зазнаючи жодної реакції поділу. Більше того, ці хімічні елементи мають різні перерізи захоплення нейтронів для нейтронів, що мають різну енергію.

Малюнок 01: Контрольний стрижень

Контрольні стрижні розміщені всередині серцевини ядерного реактора. Потім вони підлаштовуються для контролю ядерної ланцюгової реакції, що відбувається в ядрі. Він важливий головним чином для контролю теплового виходу реактора, швидкості виробництва пари та виходу електроенергії.

Кількість контрольних стрижнів, що вставляються в серцевину, і відстань, на яку вставляються стрижні, дуже сильно впливають на реактивність ядерного реактора. Зазвичай в новобудований ядерний реактор повністю встановлені його контрольні стрижні. Вони частково видаляються при запуску ядерної ланцюгової реакції.

Що таке модератор нейтронів?

Модератор нейтронів - це компонент ядерного реактора, який може уповільнити нейтрони. Він розглядається як середовище, яке може уповільнити швидкі нейтрони за рахунок зниження їх швидкості. Однак цей компонент дуже важливий, оскільки може уповільнити нейтрони, не захопивши жодного з них. Цей компонент нейтронів залишається мінімальною кінетичною енергією. Ці нейтрони потім називають тепловими нейтронами, і вони є більш сприйнятливими, ніж швидкі нейтрони, для поширення реакції ядерної ланцюга..

Найчастіше модератором нейтронів у типовому ядерному реакторі є «легка вода». В якості альтернативи ми можемо використовувати твердий графіт і важку воду. Знижена кінетична енергія нейтрона передається модератору. Тут енергія перетворюється на потенційну енергію матеріалу модератора.

Розщеплення урану-235 в тепловінейтронових реакторах утворюють два продукти поділу: швидкоплинні вільні нейтрони та енергію. Це запускає ланцюгову реакцію, оскільки процес вивільнення нейтронів може бути самостійким. Крім того, це може звільнити дуже високу енергію. Поперечний переріз поділу є компонентом, де визначаються подальші події поділу. Поперечний переріз поділу залежить від швидкості нейтронів. Тому в якості контрольного заходу дуже важливим є модератор нейтронів. Однак у швидких реакторах немає нейтронових модераторів.

Яка різниця між контрольним стрижнем та нейтральним модератором?

Контрольні стрижні та модератор нейтронів - два компоненти ядерного реактора. Ключова відмінність контрольного стрижня від нейтрона від модератора полягає в тому, що контрольні стрижні здатні поглинати нейтрони, тоді як нейтронні модератори можуть уповільнювати нейтрони. Контрольні стрижні керують реакцією ядерної ланцюга, захоплюючи нейтрони, але модератор нейтронів не захоплює жодного нейтрона.

Нижче в інфографіці узагальнено різницю між контрольним стрижнем та нейтронним модератором.

Підсумок - Контрольний стрижень проти нейтрального модератора

Контрольні стрижні та модератор нейтронів - два компоненти ядерного реактора. Ключова відмінність контрольного стрижня від нейтрона від модератора полягає в тому, що контрольні стрижні здатні поглинати нейтрони, тоді як нейтронні модератори можуть уповільнити нейтрони.

Довідка:

1. Wheeler, Mason WheelerMason. "Як працюють контрольні стрижні?" Обмін стеками фізики, 1 листопада 1964 р., Доступний тут.

Надано зображення:

1. “Складання стрижня PWR” Нік Рансбі - (Public Domain) через Вікісховище Commons
2. "Поперечний переріз U235" - Сюжет, зроблений із програмним пакетом Origin на моєму ПК. Дані з публічної бази http://t2.lanl.gov/data/ ENDF / B-VII бібліотека оцінених даних нейтронних інцидентів (Public Domain) через Commons Wikimedia