Den viktigaste skillnaden mellan kontrollstav och neutronmoderator är att kontrollstavar kan absorbera neutroner medan neutronmoderatorer kan sakta ner neutronerna.
Kontrollstav och neutronmoderator är två komponenter i kärnreaktorer. Dessa två komponenter har två olika men viktiga roller att spela. Styrstaven styr kärnkedjereaktionen genom att absorbera neutroner, men neutronmoderatorn styr kärnkedjereaktionen genom att minska neutronernas hastighet.
Vad är Control Rod?
En styrstav är en komponent i en kärnreaktor som kan absorbera neutroner. Namnet på denna komponent ges som sådan eftersom dess huvudsakliga roll är att kontrollera klyvningshastigheten för uran eller plutonium som används i kärnreaktorn genom att absorbera neutroner. Sammansättningen av kontrollstavar inkluderar vanligtvis kemiska element som bor, kadmium, silver, etc. Dessa kemiska grundämnen kan absorbera neutroner utan att genomgå någon fissionsreaktion. Dessutom har dessa kemiska grundämnen olika neutroninfångningstvärsnitt för neutroner med olika energier.
Figur 01: Styrstav
Kontrollstavarna är placerade inuti kärnan i kärnreaktorn. De justeras sedan för att styra kärnkedjereaktionen som äger rum i kärnan. Det är främst viktigt för att styra reaktorns termiska effekt, ångproduktionshastigheten och elproduktionen.
Antalet styrstavar som sätts in i härden och avståndet till vilket stavarna sätts in har en mycket stark inverkan på kärnreaktorns reaktivitet. Vanligtvis har en nybyggd kärnreaktor sina styrstavar helt införda. De avlägsnas delvis när kärnkedjereaktionen startar.
Vad är Neutron Moderator?
En neutronmoderator är en komponent i en kärnreaktor som kan bromsa neutronerna. Det anses vara ett medium som kan bromsa snabba neutroner genom att minska deras hastighet. Denna komponent är dock mycket viktig eftersom den kan bromsa neutroner utan att fånga någon av dem. Neutronerna lämnas med minimal kinetisk energi av denna komponent. Dessa neutroner kallas då de termiska neutronerna och de är mer mottagliga än snabba neutroner för fortplantningen av kärnkedjereaktionen.
Den vanligaste neutronmoderatorn i en typisk kärnreaktor är "lätt vatten". Som alternativ kan vi använda fast grafit och tungt vatten. Den reducerade kinetiska energin från neutronen överförs till moderatorn. Här omvandlas energin till moderatormaterialets potentiella energi.
Klyvningen av uran-235 i termiska neutronreaktorer bildar två klyvningsprodukter: snabbrörliga fria neutroner och energi. Detta startar en kedjereaktion eftersom neutronfrisättningsprocessen kan vara självförsörjande. Vidare kan detta frigöra mycket hög energi. Fissionstvärsnittet är den komponent där de ytterligare fissionshändelserna bestäms. Klyvningstvärsnittet beror på neutronernas hastighet. Därför, som en kontrollåtgärd, är det mycket viktigt att använda en neutronmoderator. I snabba reaktorer finns det dock inga neutronmoderatorer.
Vad är skillnaden mellan kontrollstav och neutronmoderator?
Kontrollstavar och neutronmoderator är två komponenter i en kärnreaktor. Den viktigaste skillnaden mellan kontrollstav och neutronmoderator är att kontrollstavar kan absorbera neutroner medan neutronmoderatorer kan sakta ner neutronerna. Styrstavarna styr kärnkedjereaktionen genom att fånga neutroner men neutronmoderatorn fångar ingen neutron.
Infografiken nedan sammanfattar skillnaden mellan kontrollstav och neutronmoderator.
Sammanfattning – Kontrollstav vs neutronmoderator
Kontrollstavar och neutronmoderator är två komponenter i en kärnreaktor. Den viktigaste skillnaden mellan kontrollstav och neutronmoderator är att kontrollstavar kan absorbera neutroner medan neutronmoderatorer kan sakta ner neutronerna.
