Kľúčový rozdiel medzi riadiacou tyčou a moderátorom neutrónov je v tom, že riadiace tyče sú schopné absorbovať neutróny, zatiaľ čo moderátory neutrónov môžu neutróny spomaliť.
Riadiaca tyč a moderátor neutrónov sú dve zložky jadrových reaktorov. Tieto dve zložky majú dve rôzne, ale dôležité úlohy. Riadiaca tyč riadi jadrovú reťazovú reakciu absorbovaním neutrónov, ale neutrónový moderátor riadi jadrovú reťazovú reakciu znížením rýchlosti neutrónov.
Čo je kontrolná tyč?
Riadiaca tyč je komponent v jadrovom reaktore, ktorý dokáže absorbovať neutróny. Názov tejto zložky je uvedený ako taký, pretože jej hlavnou úlohou je riadiť rýchlosť štiepenia uránu alebo plutónia používaného v jadrovom reaktore absorbovaním neutrónov. Zloženie regulačných tyčí zvyčajne obsahuje chemické prvky ako bór, kadmium, striebro atď. Tieto chemické prvky sú schopné absorbovať neutróny bez toho, aby prešli štiepnou reakciou. Navyše tieto chemické prvky majú rôzne prierezy zachytávania neutrónov pre neutróny s rôznymi energiami.
Obrázok 01: Riadiaca tyč
Riadiace tyče sú umiestnené vo vnútri aktívnej zóny jadrového reaktora. Potom sa upravia tak, aby riadili reťazovú jadrovú reakciu, ktorá prebieha v jadre. Je dôležitý hlavne pri riadení tepelného výkonu reaktora, rýchlosti výroby pary a výkonu elektrickej energie.
Počet riadiacich tyčí, ktoré sú vložené do aktívnej zóny a vzdialenosť, do ktorej sú tyče vložené, má veľmi silný vplyv na reaktivitu jadrového reaktora. Zvyčajne má novovybudovaný jadrový reaktor úplne zasunuté riadiace tyče. Čiastočne sa odstránia pri spustení jadrovej reťazovej reakcie.
Čo je Neutrónový moderátor?
Moderátor neutrónov je komponent v jadrovom reaktore, ktorý dokáže spomaliť neutróny. Považuje sa za médium, ktoré dokáže spomaliť rýchle neutróny znížením ich rýchlosti. Tento komponent je však veľmi dôležitý, pretože dokáže spomaliť neutróny bez toho, aby niektorý z nich zachytil. Táto zložka ponecháva neutróny s minimálnou kinetickou energiou. Tieto neutróny sa potom nazývajú tepelné neutróny a sú náchylnejšie na šírenie jadrovej reťazovej reakcie ako rýchle neutróny.
Najbežnejšie používaným moderátorom neutrónov v typickom jadrovom reaktore je „ľahká voda“. Ako alternatívy môžeme použiť pevný grafit a ťažkú vodu. Redukovaná kinetická energia z neutrónu sa prenáša na moderátor. Tu sa energia premieňa na potenciálnu energiu materiálu moderátora.
Štepenie uránu-235 v tepelných neutrónových reaktoroch vytvára dva štiepne produkty: rýchlo sa pohybujúce voľné neutróny a energiu. To spúšťa reťazovú reakciu, pretože proces uvoľňovania neutrónov môže byť samoudržateľný. Ďalej to môže uvoľniť veľmi vysokú energiu. Štiepny prierez je komponent, kde sa určujú ďalšie štiepne udalosti. Prierez štiepenia závisí od rýchlosti neutrónov. Preto je ako kontrolné opatrenie veľmi dôležité použitie moderátora neutrónov. V rýchlych reaktoroch však nie sú žiadne moderátory neutrónov.
Aký je rozdiel medzi riadiacou tyčou a neutrónovým moderátorom?
Riadiace tyče a moderátor neutrónov sú dve zložky jadrového reaktora. Kľúčový rozdiel medzi riadiacou tyčou a moderátorom neutrónov je v tom, že riadiace tyče sú schopné absorbovať neutróny, zatiaľ čo moderátori neutrónov môžu neutróny spomaliť. Riadiace tyče riadia jadrovú reťazovú reakciu zachytávaním neutrónov, ale moderátor neutrónov nezachytáva žiadny neutrón.
Infografika nižšie sumarizuje rozdiel medzi riadiacou tyčou a neutrónovým moderátorom.
Zhrnutie – Control Rod vs Neutrónový moderátor
Riadiace tyče a moderátor neutrónov sú dve zložky jadrového reaktora. Kľúčový rozdiel medzi riadiacou tyčou a moderátorom neutrónov je v tom, že riadiace tyče sú schopné absorbovať neutróny, zatiaľ čo moderátori neutrónov môžu neutróny spomaliť.
