Разлика между контролния прът и неутронния модератор

Най- ключова разлика между контролния прът и неутронния модератор е това контролните пръти са в състояние да абсорбират неутрони, докато неутронните модератори могат да забавят неутроните.

Контролният прът и неутронният модератор са два компонента на ядрените реактори. Тези два компонента имат две различни, но важни роли. Контролният прът управлява ядрената верижна реакция, като абсорбира неутроните, но неутронният модератор контролира ядрената верижна реакция, като намалява скоростта на неутроните.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е управляващ прът 
3. Какво е модерен неутрон
4. Сравнение рамо до рамо - Контролен прът срещу неутронния модератор в таблична форма
5. Резюме

Какво е контролен прът?

Контролен прът е компонент в ядрен реактор, който може да абсорбира неутрони. Името на този компонент е дадено като такова, тъй като неговата основна роля е да контролира скоростта на делене на уран или плутоний, използвани в ядрения реактор, чрез абсорбиране на неутрони. Съставът на контролните пръти обикновено включва химически елементи като бор, кадмий, сребро и др. Тези химически елементи са способни да абсорбират неутрони, без да претърпят реакция на делене. Освен това, тези химични елементи имат различни напречни сечения на улавяне на неутрони за неутрони с различна енергия.

Фигура 01: Контролен прът

Контролните пръти са поставени вътре в сърцевината на ядрения реактор. След това те се настройват, за да контролират ядрената верижна реакция, която се провежда в ядрото. Той е важен главно за контролиране на топлинната мощност на реактора, скоростта на производството на пара и производителността на електроенергията.

Броят на контролните пръти, които са поставени в сърцевината, и разстоянието, на което са поставени прътите, оказват много силно влияние върху реактивността на ядрения реактор. Обикновено новопостроеният ядрен реактор разполага със своите контролни пръти напълно поставени. Те частично се отстраняват, когато стартира ядрената верижна реакция.

Какво е модерен неутрон?

Неутронен модератор е компонент в ядрен реактор, който може да забави неутроните. Той се счита за среда, която може да забави бързите неутрони, като намали скоростта им. Този компонент обаче е много важен, защото може да забави неутроните, без да улавя нито един от тях. Този компонент на неутроните се оставя с минимална кинетична енергия. След това тези неутрони се наричат ​​топлинни неутрони и те са по-податливи от бързите неутрони за разпространението на ядрената верижна реакция.

Най-често използваният неутронен модератор в типичен ядрен реактор е „лека вода“. Като алтернативи можем да използваме твърд графит и тежка вода. Намалената кинетична енергия от неутрона се прехвърля на модератора. Тук енергията се преобразува в потенциалната енергия на модераторния материал.

Деленето на уран-235 в термо неутронните реактори образува два продукта на делене: бързо движещи се свободни неутрони и енергия. Това стартира верижна реакция, тъй като процесът на освобождаване на неутрони може да бъде самоподдържащ се. Освен това, това може да освободи много висока енергия. Сечението на делене е компонентът, при който се определят по-нататъшните събития на делене. Сечението на делене зависи от скоростта на неутроните. Следователно като контролна мярка използването на неутронния модератор е много важно. В бързите реактори обаче няма неутронни модератори.

Каква е разликата между контролния прът и неутронния модератор?

Контролните пръти и неутронният модератор са два компонента в ядрен реактор. Ключовата разлика между контролния прът и неутронния модератор е, че контролните пръти са в състояние да абсорбират неутрони, докато неутронните модератори могат да забавят неутроните. Контролните пръти контролират ядрената верижна реакция чрез улавяне на неутрони, но неутронният модератор не улавя никакъв неутрон.

По-долу инфографиката обобщава разликата между контролния прът и неутронния модератор.

Обобщение - Контролен прът срещу неутронния модератор

Контролните пръти и неутронният модератор са два компонента в ядрен реактор. Ключовата разлика между контролния прът и неутронния модератор е, че контролните пръти са способни да абсорбират неутрони, докато неутронните модератори могат да забавят неутроните.

справка:

1. Wheeler, Mason WheelerMason. „Как работят контролните пръти?“ Физика Обмен на стекове, 1 ноември 1964 г., Достъпно тук.

С любезност на изображенията:

1. „Сглобяване на контролния прът на PWR“ от Ник Рансби - (Public Domain) през Wikimedia на Commons
2. „Сечение на U235 Fission“ - Парцел, направен със софтуерен пакет Origin на моя компютър. Данни от публична база данни http://t2.lanl.gov/data/ ENDF / B-VII библиотека с оценявани инцидентно-неутронни данни (Public Domain) чрез Commons Wikimedia