Nøkkelforskjellen mellom kontrollstav og nøytronmoderator er at kontrollstaver er i stand til å absorbere nøytroner, mens nøytronmoderatorer kan bremse ned nøytronene.
Kontrollstang og nøytronmoderator er to komponenter i atomreaktorer. Disse to komponentene har to forskjellige, men viktige roller å spille. Kontrollstangen kontrollerer kjernefysiske kjedereaksjonen ved å absorbere nøytroner, men nøytronmoderatoren kontrollerer kjernekjedereaksjonen ved å redusere hastigheten til nøytronene.
Hva er kontrollstang?
En kontrollstav er en komponent i en atomreaktor som kan absorbere nøytroner. Navnet på denne komponenten er gitt som sådan fordi dens viktigste rolle er å kontrollere fisjonshastigheten til uran eller plutonium som brukes i atomreaktoren ved å absorbere nøytroner. Sammensetningen av kontrollstaver inkluderer vanligvis kjemiske elementer som bor, kadmium, sølv, etc. Disse kjemiske elementene er i stand til å absorbere nøytroner uten å gjennomgå noen fisjonsreaksjon. Dessuten har disse kjemiske elementene forskjellige nøytronfangstverrsnitt for nøytroner med forskjellige energier.
Figur 01: Kontrollstang
Kontrollstavene er plassert inne i kjernen av atomreaktoren. De blir deretter justert for å kontrollere kjernekjedereaksjonen som finner sted i kjernen. Det er hovedsakelig viktig for å kontrollere reaktorens termiske effekt, hastigheten på dampproduksjonen og produksjonen av elektrisitet.
Antall kontrollstenger som settes inn i kjernen og avstanden som stengene settes inn i har en meget sterk innflytelse på reaktiviteten til atomreaktoren. Vanligvis har en nybygd atomreaktor sine kontrollstaver helt innsatt. De er delvis fjernet når kjernefysiske kjedereaksjonen starter.
Hva er nøytronmoderator?
En nøytronmoderator er en komponent i en atomreaktor som kan bremse nøytronene. Det regnes som et medium som kan bremse raske nøytroner ved å redusere hastigheten. Denne komponenten er imidlertid veldig viktig fordi den kan bremse ned nøytroner uten å fange noen av dem. Nøytronene sitter igjen med minimal kinetisk energi av denne komponenten. Disse nøytronene kalles da termiske nøytroner, og de er mer mottakelige enn raske nøytroner for forplantning av kjernekjedereaksjonen.
Den mest brukte nøytronmoderatoren i en typisk atomreaktor er "lettvann". Som alternativer kan vi bruke fast grafitt og tungtvann. Den reduserte kinetiske energien fra nøytronet overføres til moderatoren. Her blir energien omdannet til den potensielle energien til moderatormaterialet.
Fisjonen av uran-235 i termiske nøytronreaktorer danner to fisjonsprodukter: raske frie nøytroner og energi. Dette starter en kjedereaksjon fordi nøytronfrigjøringsprosessen kan være selvopprettholdende. Videre kan dette frigjøre svært høy energi. Fisjonstverrsnittet er komponenten der de videre fisjonshendelsene bestemmes. Fisjonstverrsnittet avhenger av hastigheten til nøytronene. Derfor, som et kontrolltiltak, er det svært viktig å bruke en nøytronmoderator. I raske reaktorer er det imidlertid ingen nøytronmoderatorer.
Hva er forskjellen mellom kontrollstang og nøytronmoderator?
Kontrollstaver og nøytronmoderator er to komponenter i en atomreaktor. Den viktigste forskjellen mellom kontrollstang og nøytronmoderator er at kontrollstenger er i stand til å absorbere nøytroner, mens nøytronmoderatorer kan bremse nøytronene. Kontrollstavene styrer kjernefysiske kjedereaksjonen ved å fange nøytroner, men nøytronmoderatoren fanger ingen nøytron.
Infografikken nedenfor oppsummerer forskjellen mellom kontrollstang og nøytronmoderator.
Sammendrag – Kontrollstang vs nøytronmoderator
Kontrollstaver og nøytronmoderator er to komponenter i en atomreaktor. Hovedforskjellen mellom kontrollstav og nøytronmoderator er at kontrollstaver er i stand til å absorbere nøytroner, mens nøytronmoderatorer kan bremse ned nøytronene.
