Sự khác biệt giữa Thanh điều khiển và Bộ điều tiết neutron

Các sự khác biệt chính giữa thanh điều khiển và bộ điều tiết neutron là thanh điều khiển có thể hấp thụ neutron trong khi bộ điều tiết neutron có thể làm chậm neutron.

Thanh điều khiển và bộ điều tiết neutron là hai thành phần của lò phản ứng hạt nhân. Hai thành phần này có hai vai trò khác nhau nhưng quan trọng. Thanh điều khiển kiểm soát phản ứng chuỗi hạt nhân bằng cách hấp thụ neutron, nhưng người điều hành neutron kiểm soát phản ứng chuỗi hạt nhân bằng cách giảm tốc độ của neutron.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Thanh điều khiển là gì
3. Người điều hành neutron là gì
4. So sánh cạnh nhau - Thanh điều khiển so với Người điều hành neutron ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Thanh điều khiển là gì?

Một thanh điều khiển là một thành phần trong lò phản ứng hạt nhân có thể hấp thụ neutron. Tên của thành phần này được đưa ra như vậy bởi vì vai trò chính của nó là kiểm soát tốc độ phân hạch của urani hoặc plutonium được sử dụng trong lò phản ứng hạt nhân bằng cách hấp thụ neutron. Thành phần của thanh điều khiển thường bao gồm các nguyên tố hóa học như boron, cadmium, bạc, v.v ... Những nguyên tố hóa học này có khả năng hấp thụ neutron mà không trải qua bất kỳ phản ứng phân hạch nào. Hơn nữa, các nguyên tố hóa học này có các mặt cắt bắt neutron khác nhau đối với các neutron có năng lượng khác nhau.

Hình 01: Thanh điều khiển

Các thanh điều khiển được đặt bên trong lõi của lò phản ứng hạt nhân. Sau đó, họ được điều chỉnh để kiểm soát phản ứng dây chuyền hạt nhân diễn ra trong lõi. Điều quan trọng chủ yếu là kiểm soát sản lượng nhiệt của lò phản ứng, tốc độ sản xuất hơi và sản lượng điện.

Số lượng thanh điều khiển được đưa vào lõi và khoảng cách mà thanh được chèn vào có ảnh hưởng rất mạnh đến khả năng phản ứng của lò phản ứng hạt nhân. Thông thường, một lò phản ứng hạt nhân mới được xây dựng có thanh điều khiển được lắp đầy đủ. Chúng bị loại bỏ một phần khi phản ứng dây chuyền hạt nhân khởi động.

Người điều hành neutron là gì?

Một bộ điều tiết neutron là một thành phần trong lò phản ứng hạt nhân có thể làm chậm neutron. Nó được coi là một phương tiện có thể làm chậm neutron nhanh bằng cách giảm tốc độ của chúng. Tuy nhiên, thành phần này rất quan trọng vì nó có thể làm chậm neutron mà không bắt giữ bất kỳ ai trong số chúng. Các neutron còn lại với động năng tối thiểu bởi thành phần này. Những neutron này sau đó được gọi là neutron nhiệt và chúng dễ bị ảnh hưởng hơn neutron nhanh để truyền phản ứng chuỗi hạt nhân.

Bộ điều tiết neutron được sử dụng phổ biến nhất trong lò phản ứng hạt nhân điển hình là nước nhẹ. Thay thế, chúng ta có thể sử dụng than chì rắn và nước nặng. Động năng giảm từ neutron được chuyển đến người điều hành. Ở đây, năng lượng được chuyển đổi thành năng lượng tiềm năng của vật liệu điều hành.

Sự phân hạch của uranium-235 trong các lò phản ứng neutron nhiệt tạo thành hai sản phẩm phân hạch: neutron tự do và năng lượng chuyển động nhanh. Điều này bắt đầu một phản ứng dây chuyền vì quá trình giải phóng neutron có thể tự duy trì. Hơn nữa, điều này có thể giải phóng năng lượng rất cao. Mặt cắt phân hạch là thành phần trong đó các sự kiện phân hạch tiếp theo được xác định. Mặt cắt phân hạch phụ thuộc vào tốc độ của neutron. Do đó, như một biện pháp kiểm soát, sử dụng bộ điều tiết neutron là rất quan trọng. Tuy nhiên, trong các lò phản ứng nhanh, không có bộ điều tiết neutron.

Sự khác biệt giữa Thanh điều khiển và Bộ điều tiết neutron là gì?

Thanh điều khiển và bộ điều tiết neutron là hai thành phần trong lò phản ứng hạt nhân. Sự khác biệt chính giữa thanh điều khiển và bộ điều tiết neutron là thanh điều khiển có thể hấp thụ neutron trong khi bộ điều tiết neutron có thể làm chậm neutron. Các thanh điều khiển kiểm soát phản ứng chuỗi hạt nhân bằng cách bắt neutron nhưng người điều hành neutron không thu được bất kỳ neutron nào.

Dưới đây Infographic tóm tắt sự khác biệt giữa thanh điều khiển và bộ điều tiết neutron.

Tóm tắt - Control Rod vs Neutron Moderator

Tài liệu tham khảo:

1. Bánh xe, Mason WheelerMason. Làm thế nào để thanh điều khiển làm việc? Trao đổi ngăn xếp vật lý, Ngày 1 tháng 11 năm 1964, Có sẵn tại đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. Thanh điều khiển PWR lắp ráp thanh điều chỉnh bởi Nic Ransby - (Tên miền công cộng) qua Commons Wikimedia
2. Mặt cắt phân hạch U235 Fem - Âm mưu được thực hiện với gói phần mềm Origin trên PC của tôi. Dữ liệu từ cơ sở dữ liệu công cộng http://t2.lanl.gov/data/ Thư viện ENDF / B-VII của dữ liệu neutron sự cố được đánh giá (Tên miền công cộng) qua Commons Wikimedia

Khoa học & Tự nhiên