Ključna razlika između kontrolne šipke i moderatora neutrona je u tome što kontrolne šipke mogu apsorbirati neutrone, dok moderatori neutrona mogu usporiti neutrone.
Kontrolna šipka i moderator neutrona su dvije 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.
Šta je kontrolna šipka?
Kontrolna šipka je komponenta u nuklearnom reaktoru koja može apsorbirati neutrone. Naziv ove komponente je dat kao takav jer je njena glavna uloga da kontroliše brzinu fisije uranijuma ili plutonija koji se koristi u nuklearnom reaktoru apsorbujući neutrone. Sastav kontrolnih šipki obično uključuje hemijske elemente kao što su bor, kadmijum, srebro, itd. Ovi hemijski elementi su sposobni da apsorbuju neutrone bez podvrgavanja bilo kakvoj reakciji fisije. Štaviše, ovi hemijski elementi imaju različite preseke hvatanja neutrona za neutrone različite energije.
Slika 01: Kontrolna šipka
Kontrolne šipke su postavljene unutar jezgra nuklearnog reaktora. Zatim se prilagođavaju da kontrolišu nuklearnu lančanu reakciju koja se odvija u jezgru. Važan je uglavnom u kontroli toplinske snage reaktora, brzine proizvodnje pare i proizvodnje električne energije.
Broj kontrolnih šipki koje su umetnute u jezgro i udaljenost do koje su šipke ubačene ima veoma jak uticaj na reaktivnost nuklearnog reaktora. Obično, novoizgrađeni nuklearni reaktor ima svoje upravljačke šipke potpuno umetnute. Djelomično se uklanjaju kada započne nuklearna lančana reakcija.
Šta je Neutron Moderator?
Moderator neutrona je komponenta u nuklearnom reaktoru koja može usporiti neutrone. Smatra se kao medij koji može usporiti brze neutrone smanjujući njihovu brzinu. Međutim, ova komponenta je vrlo važna jer može usporiti neutrone bez hvatanja bilo kojeg od njih. Ova komponenta ostavlja neutronima minimalnu kinetičku energiju. Ovi neutroni se tada nazivaju termalnim neutronima i oni su podložniji od brzih neutrona za širenje nuklearne lančane reakcije.
Najčešće korišteni moderator neutrona u tipičnom nuklearnom reaktoru je “laka voda”. Kao alternative možemo koristiti čvrsti grafit i tešku vodu. Smanjena kinetička energija neutrona se prenosi na moderator. Ovdje se energija pretvara u potencijalnu energiju moderatorskog materijala.
Fisija uranijuma-235 u reaktorima na termalnim neutronima formira dva proizvoda fisije: brze slobodne neutrone i energiju. Ovo pokreće lančanu reakciju jer proces oslobađanja neutrona može biti samoodrživi. Nadalje, ovo može osloboditi vrlo visoku energiju. Poprečni presjek fisije je komponenta u kojoj se određuju daljnji događaji fisije. Poprečni presjek fisije ovisi o brzini neutrona. Stoga je kao kontrolna mjera vrlo važna upotreba neutronskog moderatora. Međutim, u brzim reaktorima ne postoje moderatori neutrona.
Koja je razlika između kontrolnog štapa i neutronskog moderatora?
Kontrolne šipke i moderator neutrona su dvije komponente u nuklearnom reaktoru. Ključna razlika između kontrolne šipke i moderatora neutrona je u tome što kontrolne šipke mogu apsorbirati neutrone, dok neutronski moderatori mogu usporiti neutrone. Kontrolne šipke kontroliraju nuklearnu lančanu reakciju hvatanjem neutrona, ali moderator neutrona ne hvata nijedan neutron.
U nastavku infografika sumira razliku između kontrolne šipke i moderatora neutrona.
Sažetak – Kontrolna šipka vs Neutron Moderator
Kontrolne šipke i moderator neutrona su dvije 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.
