Ključna razlika između kontrolne šipke i moderatora neutrona je u tome što kontrolne šipke mogu apsorbirati neutrone, dok moderatori neutrona mogu usporiti neutrone.
Upravljačka šipka i moderator neutrona dvije su komponente nuklearnih reaktora. Ove dvije komponente imaju dvije različite, ali važne uloge. Kontrolna šipka kontrolira nuklearnu lančanu reakciju apsorbirajući neutrone, ali moderator neutrona kontrolira nuklearnu lančanu reakciju smanjujući brzinu neutrona.
Što je Control Rod?
Upravljačka šipka je komponenta u nuklearnom reaktoru koja može apsorbirati neutrone. Ime ove komponente dano je kao takvo jer je njena glavna uloga kontrolirati brzinu fisije urana ili plutonija koji se koristi u nuklearnom reaktoru apsorbiranjem neutrona. Sastav kontrolnih šipki obično uključuje kemijske elemente kao što su bor, kadmij, srebro itd. Ovi kemijski elementi mogu apsorbirati neutrone bez podvrgavanja bilo kakvoj reakciji fisije. Štoviše, ti kemijski elementi imaju različite presjeke hvatanja neutrona za neutrone različitih energija.
Slika 01: Kontrolna šipka
Upravljačke šipke smještene su unutar jezgre nuklearnog reaktora. Zatim se podešavaju za kontrolu nuklearne lančane reakcije koja se odvija u jezgri. Važan je uglavnom za kontrolu toplinske snage reaktora, stope proizvodnje pare i proizvodnje električne energije.
Broj kontrolnih šipki koje su umetnute u jezgru i udaljenost do koje su šipke umetnute ima vrlo snažan utjecaj na reaktivnost nuklearnog reaktora. Uobičajeno, novoizgrađeni nuklearni reaktor ima svoje kontrolne šipke potpuno umetnute. Djelomično se uklanjaju kada započne nuklearna lančana reakcija.
Što je Neutron Moderator?
Moderator neutrona je komponenta u nuklearnom reaktoru koja može usporiti neutrone. Smatra se medijem koji može usporiti brze neutrone smanjenjem njihove brzine. Međutim, ova komponenta je vrlo važna jer može usporiti neutrone, a da ne zarobi nijedan od njih. Ova komponenta ostavlja neutronima minimalnu kinetičku energiju. Ti se neutroni tada nazivaju toplinski neutroni i osjetljiviji su od brzih neutrona za širenje nuklearne lančane reakcije.
Najčešće korišten moderator neutrona u tipičnom nuklearnom reaktoru je “laka voda”. Kao alternativu možemo koristiti čvrsti grafit i tešku vodu. Smanjena kinetička energija iz neutrona prenosi se na moderator. Ovdje se energija pretvara u potencijalnu energiju moderatorskog materijala.
Fisijom urana-235 u reaktorima toplinskih neutrona nastaju dva produkta fisije: brzi slobodni neutroni i energija. To pokreće lančanu reakciju jer proces otpuštanja neutrona može biti samoodrživ. Nadalje, ovo može osloboditi vrlo veliku energiju. Presjek fisije je komponenta u kojoj se određuju daljnji događaji fisije. Presjek fisije ovisi o brzini neutrona. Stoga je kao kontrolna mjera vrlo važna uporaba moderatora neutrona. Međutim, u brzim reaktorima nema moderatora neutrona.
Koja je razlika između kontrolne šipke i neutronskog moderatora?
Upravljačke šipke i moderator neutrona dvije su komponente u nuklearnom reaktoru. Ključna razlika između kontrolne šipke i moderatora neutrona je u tome što kontrolne šipke mogu apsorbirati neutrone, dok moderatori neutrona mogu usporiti neutrone. Kontrolne šipke kontroliraju nuklearnu lančanu reakciju hvatanjem neutrona, ali moderator neutrona ne hvata neutrone.
U nastavku infografika sažima razliku između kontrolne šipke i moderatora neutrona.
Sažetak – Control Rod vs Neutron Moderator
Upravljačke šipke i moderator neutrona dvije su komponente u nuklearnom reaktoru. Ključna razlika između kontrolne šipke i moderatora neutrona je u tome što kontrolne šipke mogu apsorbirati neutrone, dok moderatori neutrona mogu usporiti neutrone.
