Forskellen mellem kontrolstang og neutronmoderator

Det vigtigste forskel mellem kontrolstang og neutronmoderator er det kontrolstænger er i stand til at absorbere neutroner, medens neutronmoderatorer kan bremse neutronerne.

Kontrolstang og neutronmoderator er to komponenter i nukleare reaktorer. Disse to komponenter har to forskellige, men vigtige roller at spille. Kontrolstangen kontrollerer den nukleare kædereaktion ved at absorbere neutroner, men neutronmoderatoren styrer den nukleare kædereaktion ved at reducere hastigheden af ​​neutroner.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er kontrolstang 
3. Hvad er Neutron Moderator
4. Sammenligning side ved side - Kontrolstang vs Neutron Moderator i tabelform
5. Resume

Hvad er kontrolstang?

En kontrolstang er en komponent i en atomreaktor, der kan absorbere neutroner. Navnet på denne komponent er givet som sådan, fordi dets vigtigste rolle er at kontrollere fissionshastigheden af ​​uran eller plutonium, der bruges i kerneaktoren ved at absorbere neutroner. Sammensætningen af ​​kontrolstænger inkluderer normalt kemiske elementer såsom bor, cadmium, sølv osv. Disse kemiske elementer er i stand til at absorbere neutroner uden at gennemgå nogen fissionreaktion. Desuden har disse kemiske elementer forskellige neutronfangstværsnit for neutroner med forskellige energier.

Figur 01: Styrestang

Kontrolstængerne er placeret inde i kernen i atomreaktoren. De justeres derefter for at kontrollere den nukleare kædereaktion, der finder sted i kernen. Det er hovedsageligt vigtigt for styring af reaktorens termiske output, dampproduktionshastighed og elektricitetens udgang.

Antallet af styrestænger, der indsættes i kernen, og afstanden, som stængerne indsættes til, har en meget stærk indflydelse på atomreaktorens reaktivitet. Normalt har en nybygget atomreaktor sine kontrolstænger fuldt indsat. De fjernes delvist, når atomkædereaktionen starter.

Hvad er Neutron Moderator?

En neutronmoderator er en komponent i en atomreaktor, der kan bremse neutronerne. Det betragtes som et medium, der kan bremse hurtige neutroner ved at reducere deres hastighed. Denne komponent er dog meget vigtig, fordi den kan bremse neutroner uden at fange nogen af ​​dem. Neutronerne efterlades med minimal kinetisk energi af denne komponent. Disse neutroner kaldes derefter de termiske neutroner, og de er mere modtagelige end hurtige neutroner til udbredelse af kernekædereaktionen.

Den mest almindeligt anvendte neutronmoderator i en typisk atomreaktor er "let vand". Som alternativer kan vi bruge fast grafit og tungt vand. Den reducerede kinetiske energi fra neutronen overføres til moderatoren. Her konverteres energien til den potentielle energi fra moderatormaterialet.

Spaltning af uranium-235 i termiske neutronreaktorer danner to fissionprodukter: hurtige bevægelige neutroner og energi. Dette starter en kædereaktion, fordi neutronfrigørelsesprocessen kan være selvbærende. Yderligere kan dette frigøre meget høj energi. Fissionstværsnittet er den komponent, hvor de yderligere fissionshændelser bestemmes. Fissionstværsnittet afhænger af neutronernes hastighed. Derfor er kontrol af brug af en neutronmoderator meget vigtig. I hurtige reaktorer er der imidlertid ingen neutronmoderatorer.

Hvad er forskellen mellem kontrolstang og neutronmoderator?

Kontrolstænger og neutronmoderator er to komponenter i en atomreaktor. Den vigtigste forskel mellem kontrolstang og neutronmoderator er, at kontrolstænger er i stand til at absorbere neutroner, medens neutronmoderatorer kan bremse neutronerne. Kontrolstængerne styrer nukleare kædereaktion ved at fange neutroner, men neutronmoderatoren fanger ikke noget neutron.

Nedenfor infographic opsummerer forskellen mellem kontrolstang og neutronmoderator.

Resume - Kontrolstang vs Neutron Moderator

Kontrolstænger og neutronmoderator er to komponenter i en atomreaktor. Den vigtigste forskel mellem kontrolstang og neutronmoderator er, at kontrolstænger er i stand til at absorbere neutroner, medens neutronmoderatorer kan bremse neutronerne.

Reference:

1. Wheeler, Mason WheelerMason. “Hvordan fungerer styrestænger?” Fysik Stack Exchange, 1. nov. 1964, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. “PWR kontrolstangsamling” af Nic Ransby - (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. “U235 fissionstværsnit” - Diagram lavet med Origin-softwarepakke på min pc. Data fra offentlig database http://t2.lanl.gov/data/ ENDF / B-VII-bibliotek over evaluerede hændelsesneutronedata (Public Domain) via Commons Wikimedia