Rozdíl mezi řídicí tyčí a neutronovým moderátorem

klíčový rozdíl mezi řídicí tyčí a moderátorem neutronů je to řídicí tyče jsou schopné absorbovat neutrony, zatímco neutronové moderátory mohou neutrony zpomalit.

Řídicí tyč a moderátor neutronů jsou dvě složky jaderných reaktorů. Tyto dvě složky mají dvě různé, ale důležité role. Řídící tyč řídí jadernou řetězovou reakci absorpcí neutronů, ale neutronový moderátor řídí jadernou řetězovou reakci snížením rychlosti neutronů.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je to řídicí tyč 
3. Co je Neutron Moderátor
4. Porovnání bok po boku - kontrolní tyč vs. neutronový moderátor v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je to Control Rod?

Řídicí tyč je součást jaderného reaktoru, která může absorbovat neutrony. Název této složky je uveden jako takový, protože jeho hlavní úlohou je regulovat rychlost štěpení uranu nebo plutonia používaného v jaderném reaktoru absorpcí neutronů. Složení kontrolních tyčí obvykle zahrnuje chemické prvky, jako je bór, kadmium, stříbro atd. Tyto chemické prvky jsou schopné absorbovat neutrony bez jakékoli štěpné reakce. Navíc tyto chemické prvky mají různé průřezy zachycení neutronů pro neutrony s různými energiemi.

Obrázek 01: Ovládací tyč

Ovládací tyče jsou umístěny uvnitř jádra jaderného reaktoru. Poté jsou upraveny tak, aby kontrolovaly jadernou řetězovou reakci, která probíhá v jádru. Je to důležité zejména při řízení tepelného výkonu reaktoru, rychlosti výroby páry a výkonu elektřiny.

Počet regulačních tyčí, které jsou vloženy do jádra, a vzdálenost, do které jsou tyčky zasunuty, má velmi silný vliv na reaktivitu jaderného reaktoru. Nově postavený jaderný reaktor má své řídicí tyče zcela zasunuté. Při zahájení jaderné řetězové reakce jsou částečně odstraněny.

Co je Neutron Moderátor?

Moderátor neutronů je složkou jaderného reaktoru, která může neutrony zpomalit. Považuje se za médium, které může zpomalit rychlé neutrony snížením jejich rychlosti. Tato složka je však velmi důležitá, protože může zpomalit neutrony, aniž by je zachytila. Neutrony jsou touto komponentou ponechány s minimální kinetickou energií. Tyto neutrony se pak nazývají termální neutrony a jsou náchylnější k šíření jaderné řetězové reakce než rychlé neutrony.

Nejčastěji používaným moderátorem neutronů v typickém jaderném reaktoru je „lehká voda“. Jako alternativu můžeme použít pevný grafit a těžkou vodu. Snížená kinetická energie z neutronu je přenesena na moderátora. Zde je energie přeměněna na potenciální energii moderátorského materiálu.

Štěpení uranu-235 v tepelně neutronových reaktorech tvoří dva štěpné produkty: rychle se pohybující volné neutrony a energii. To zahajuje řetězovou reakci, protože proces uvolňování neutronů může být soběstačný. Dále to může uvolnit velmi vysokou energii. Průřez štěpením je složka, ve které se určují další štěpné události. Průřez štěpení závisí na rychlosti neutronů. Proto je jako kontrolní opatření použití moderátoru neutronů velmi důležité. V rychlých reaktorech však neexistují žádní moderátoři neutronů.

Jaký je rozdíl mezi řídicí tyčí a neutronovým moderátorem?

Regulační tyče a moderátor neutronů jsou dvě složky v jaderném reaktoru. Klíčový rozdíl mezi regulační tyčí a moderátorem neutronů spočívá v tom, že regulační tyče jsou schopné absorbovat neutrony, zatímco neutronové moderátory mohou neutrony zpomalit. Řídicí tyče řídí jadernou řetězovou reakci zachycením neutronů, ale neutronový moderátor nezachycuje žádný neutron.

Níže infographic shrnuje rozdíl mezi regulační tyčí a neutronovým moderátorem.

Shrnutí - Control Rod vs Neutron Moderator

Regulační tyče a moderátor neutronů jsou dvě složky v jaderném reaktoru. Klíčový rozdíl mezi regulační tyčí a moderátorem neutronů spočívá v tom, že regulační tyče jsou schopny absorbovat neutrony, zatímco neutronové moderátory mohou neutrony zpomalit.

Odkaz:

1. Wheeler, Mason WheelerMason. "Jak fungují řídicí tyče?" Výměna zásobníku fyziky, 1. listopadu 1964, k dispozici zde.

Obrázek se svolením:

1. „Sestavení řídicí tyče PWR“ Autorem Nic Ransby - (Public Domain) prostřednictvím Commons Wikimedia
2. „Průřez štěpením U235“ - Spiknutí se softwarovým balíčkem Origin na mém počítači. Data z veřejné databáze http://t2.lanl.gov/data/ Knihovna ENDF / B-VII hodnocených dat incident-neutron (Public Domain) prostřednictvím Commons Wikimedia