Разница между управляющим стержнем и замедлителем нейтронов

ключевое отличие между управляющим стержнем и замедлителем нейтронов управляющие стержни способны поглощать нейтроны, тогда как замедлители нейтронов могут замедлять нейтроны.

Управляющий стержень и замедлитель нейтронов являются двумя компонентами ядерных реакторов. Эти два компонента играют две разные, но важные роли. Управляющий стержень контролирует ядерную цепную реакцию, поглощая нейтроны, но замедлитель нейтронов контролирует ядерную цепную реакцию, уменьшая скорость нейтронов..

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое контрольный стержень 
3. Что такое нейтронный модератор
4. Сравнение бок о бок - стержень управления против нейтронного модератора в табличной форме
5. Резюме

Что такое контрольный стержень?

Управляющий стержень является компонентом в ядерном реакторе, который может поглощать нейтроны. Название этого компонента дано как таковое, потому что его основная роль заключается в контроле скорости деления урана или плутония, используемого в ядерном реакторе, путем поглощения нейтронов. В состав контрольных стержней обычно входят химические элементы, такие как бор, кадмий, серебро и т. Д. Эти химические элементы способны поглощать нейтроны без какой-либо реакции деления. Кроме того, эти химические элементы имеют различные сечения захвата нейтронов для нейтронов, имеющих различные энергии.

Рисунок 01: Контрольный стержень

Тяги управления размещены внутри активной зоны ядерного реактора. Затем они настраиваются для контроля ядерной цепной реакции, которая происходит в ядре. Это важно главным образом для контроля тепловой мощности реактора, скорости производства пара и выработки электроэнергии..

Количество регулирующих стержней, которые вставляются в активную зону, и расстояние, на которое устанавливаются стержни, очень сильно влияют на реактивность ядерного реактора. Как правило, во вновь построенном ядерном реакторе его управляющие стержни полностью вставлены. Они частично удаляются при запуске ядерной цепной реакции.

Что такое нейтронный модератор?

Замедлитель нейтронов - это компонент ядерного реактора, который может замедлять нейтроны. Он рассматривается как среда, которая может замедлять быстрые нейтроны, уменьшая их скорость. Однако этот компонент очень важен, поскольку он может замедлять нейтроны, не захватывая ни одного из них. Этот компонент оставляет нейтроны с минимальной кинетической энергией. Эти нейтроны затем называют тепловыми нейтронами, и они более восприимчивы к распространению ядерной цепной реакции, чем быстрые нейтроны..

Наиболее распространенным замедлителем нейтронов в типичном ядерном реакторе является «легкая вода». В качестве альтернативы мы можем использовать твердый графит и тяжелую воду. Приведенная кинетическая энергия от нейтрона передается модератору. Здесь энергия преобразуется в потенциальную энергию материала замедлителя..

В результате деления урана-235 в реакторах на тепловых нейтронах образуются два продукта деления: быстрые свободные нейтроны и энергия. Это запускает цепную реакцию, потому что процесс высвобождения нейтронов может быть самоподдерживающимся. Кроме того, это может высвободить очень высокую энергию. Сечение деления является компонентом, где определяются дальнейшие события деления. Сечение деления зависит от скорости нейтронов. Поэтому в качестве контрольной меры использование замедлителя нейтронов очень важно. Однако в быстрых реакторах нет замедлителей нейтронов..

В чем разница между управляющим стержнем и нейтральным замедлителем?

Контрольные стержни и замедлитель нейтронов являются двумя компонентами в ядерном реакторе. Основное различие между управляющим стержнем и замедлителем нейтронов заключается в том, что управляющие стержни способны поглощать нейтроны, тогда как замедлители нейтронов могут замедлять нейтроны. Управляющие стержни контролируют ядерную цепную реакцию, захватывая нейтроны, но замедлитель нейтронов не захватывает нейтроны.

Ниже инфографики суммируется разница между управляющим стержнем и замедлителем нейтронов..

Резюме - Контрольный стержень против нейтронного модератора

Контрольные стержни и замедлитель нейтронов являются двумя компонентами в ядерном реакторе. Основное различие между управляющим стержнем и замедлителем нейтронов состоит в том, что управляющие стержни способны поглощать нейтроны, тогда как замедлители нейтронов могут замедлять нейтроны.

Ссылка:

1. Уилер, Мейсон УилерМейсон. «Как работают стержни управления?» Физический стек, 1 ноября 1964 г. Доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Сборка управляющего стержня PWR». Автор - Ник Рэнсби (Public Domain), через Commons Wikimedia
2. «Сечение деления U235» - график, сделанный с помощью пакета программного обеспечения Origin на моем ПК. Данные из общедоступной базы данных http://t2.lanl.gov/data/ ENDF / B-VII библиотека оцененных данных о падающих нейтронах (общественное достояние) с помощью Commons Wikimedia