Pagrindinis skirtumas tarp valdymo strypo ir neutronų moderatoriaus yra tas, kad valdymo strypai gali sugerti neutronus, o neutronų reguliatoriai gali sulėtinti neutronus.
Valdymo strypas ir neutronų moderatorius yra du branduolinių reaktorių komponentai. Šie du komponentai atlieka du skirtingus, bet svarbius vaidmenis. Valdymo strypas valdo branduolinę grandininę reakciją sugerdamas neutronus, tačiau neutronų moderatorius valdo branduolinę grandininę reakciją mažindamas neutronų greitį.
Kas yra valdymo strypas?
Valdymo strypas yra branduolinio reaktoriaus komponentas, galintis sugerti neutronus. Šio komponento pavadinimas pateiktas kaip toks, nes pagrindinis jo vaidmuo yra kontroliuoti urano arba plutonio, naudojamo branduoliniame reaktoriuje, dalijimosi greitį, sugeriant neutronus. Valdymo strypų sudėtis paprastai apima cheminius elementus, tokius kaip boras, kadmis, sidabras ir kt. Šie cheminiai elementai gali sugerti neutronus nevykdami jokios dalijimosi reakcijos. Be to, šie cheminiai elementai turi skirtingą neutronų gaudymo skerspjūvį, skirtą įvairios energijos neutronams.
01 pav.: Valdymo strypas
Valdymo strypai dedami į branduolinio reaktoriaus aktyviąją zoną. Tada jie sureguliuojami taip, kad valdytų branduolyje vykstančią grandininę reakciją. Tai ypač svarbu kontroliuojant reaktoriaus šiluminę galią, garo gamybos greitį ir elektros išeigą.
Į šerdį įstatytų valdymo strypų skaičius ir atstumas, iki kurio strypai įkišti, turi labai didelę įtaką branduolinio reaktoriaus reaktyvumui. Paprastai naujai pastatytame branduoliniame reaktoriuje valdymo strypai yra visiškai įkišti. Jie iš dalies pašalinami prasidėjus branduolinei grandininei reakcijai.
Kas yra neutronų moderatorius?
Neutronų moderatorius yra branduolinio reaktoriaus komponentas, galintis sulėtinti neutronų srautą. Tai laikoma terpe, kuri gali sulėtinti greitus neutronus mažindama jų greitį. Tačiau šis komponentas yra labai svarbus, nes gali sulėtinti neutronus, neužfiksuodamas nė vieno iš jų. Šis komponentas neutronams palieka minimalią kinetinę energiją. Tada šie neutronai vadinami terminiais neutronais ir yra jautresni nei greitieji neutronai branduolinės grandininės reakcijos plitimui.
Tipiniame branduoliniame reaktoriuje dažniausiai naudojamas neutronų moderatorius yra „lengvas vanduo“. Kaip alternatyvą galime naudoti kietą grafitą ir sunkųjį vandenį. Sumažėjusi kinetinė energija iš neutrono perduodama moderatoriui. Čia energija paverčiama moderatoriaus medžiagos potencialia energija.
Urano-235 dalijimasis terminių neutronų reaktoriuose sudaro du dalijimosi produktus: greitai judančius laisvuosius neutronus ir energiją. Tai pradeda grandininę reakciją, nes neutronų atpalaidavimo procesas gali būti savarankiškas. Be to, tai gali išlaisvinti labai daug energijos. Skilimo skerspjūvis yra komponentas, kuriame nustatomi tolesni dalijimosi įvykiai. Skilimo skerspjūvis priklauso nuo neutronų greičio. Todėl kaip kontrolės priemonę labai svarbu naudoti neutronų moderatorių. Tačiau greituose reaktoriuose neutronų moderatorių nėra.
Kuo skiriasi valdymo strypas ir neutronų moderatorius?
Valdymo strypai ir neutronų moderatorius yra du branduolinio reaktoriaus komponentai. Pagrindinis skirtumas tarp valdymo strypo ir neutronų moderatoriaus yra tas, kad valdymo strypai gali sugerti neutronus, o neutronų moderatoriai gali sulėtinti neutronus. Valdymo strypai valdo branduolinę grandininę reakciją gaudydami neutronus, bet neutronų moderatorius nefiksuoja jokio neutrono.
Toliau infografijoje apibendrinamas skirtumas tarp valdymo strypo ir neutronų moderatoriaus.
Santrauka – valdymo strypas prieš neutronų moderatorių
Valdymo strypai ir neutronų moderatorius yra du branduolinio reaktoriaus komponentai. Pagrindinis skirtumas tarp valdymo strypo ir neutronų moderatoriaus yra tas, kad valdymo strypai gali sugerti neutronus, o neutronų reguliatoriai gali sulėtinti neutronus.
