Klíčový rozdíl mezi regulační tyčí a moderátorem neutronů je v tom, že regulační tyče jsou schopny absorbovat neutrony, zatímco moderátory neutronů mohou neutrony zpomalit.
Řídící tyč a moderátor neutronů jsou dvě součásti jaderných reaktorů. Tyto dvě složky mají dvě různé, ale důležité role. Řídicí tyč řídí jadernou řetězovou reakci absorbováním neutronů, ale moderátor neutronů řídí jadernou řetězovou reakci snížením rychlosti neutronů.
Co je ovládací tyč?
Řídící tyč je součást jaderného reaktoru, která může absorbovat neutrony. Název této složky je uveden jako takový, protože její hlavní úlohou je řídit rychlost štěpení uranu nebo plutonia používaného v jaderném reaktoru pohlcováním neutronů. Složení regulačních tyčí obvykle zahrnuje chemické prvky jako bor, kadmium, stříbro atd. Tyto chemické prvky jsou schopny absorbovat neutrony, aniž by prošly štěpnou reakcí. Navíc tyto chemické prvky mají různé průřezy záchytu neutronů pro neutrony s různou energií.
Obrázek 01: Ovládací tyč
Řídící tyče jsou umístěny uvnitř aktivní zóny jaderného reaktoru. Poté jsou upraveny tak, aby řídily jadernou řetězovou reakci, která probíhá v jádře. Je důležitý především při řízení tepelného výkonu reaktoru, rychlosti výroby páry a výkonu elektřiny.
Počet regulačních tyčí, které jsou zasunuty do aktivní zóny a vzdálenost, do které jsou tyče zasunuty, má velmi silný vliv na reaktivitu jaderného reaktoru. Nově postavený jaderný reaktor má obvykle regulační tyče plně zasunuté. Jsou částečně odstraněny, když se spustí jaderná řetězová reakce.
Co je Neutronový moderátor?
Moderátor neutronů je součást jaderného reaktoru, která dokáže zpomalit neutrony. Je považován za médium, které dokáže zpomalit rychlé neutrony snížením jejich rychlosti. Tato složka je však velmi důležitá, protože dokáže zpomalit neutrony, aniž by některý z nich zachytil. Tato složka zanechává neutronům minimální kinetickou energii. Tyto neutrony se pak nazývají tepelné neutrony a jsou náchylnější k šíření jaderné řetězové reakce než rychlé neutrony.
Nejběžněji používaným moderátorem neutronů v typickém jaderném reaktoru je „lehká voda“. Jako alternativy můžeme použít pevný grafit a těžkou vodu. Redukovaná kinetická energie z neutronu se přenáší na moderátor. Zde se energie přemění na potenciální energii materiálu moderátoru.
Štěpení uranu-235 v tepelných neutronových reaktorech tvoří dva štěpné produkty: rychle se pohybující volné neutrony a energie. Tím se spustí řetězová reakce, protože proces uvolňování neutronů může být soběstačný. Dále to může uvolnit velmi vysokou energii. Štěpný průřez je komponenta, kde se určují další štěpné události. Průřez štěpení závisí na rychlosti neutronů. Proto je jako kontrolní opatření velmi důležité použití moderátoru neutronů. V rychlých reaktorech však žádné moderátory neutronů nejsou.
Jaký je rozdíl mezi řídicí tyčí a neutronovým moderátorem?
Řídicí tyče a moderátor neutronů jsou dvě součásti jaderného reaktoru. Klíčový rozdíl mezi regulační tyčí a moderátorem neutronů je v tom, že regulační tyče jsou schopny absorbovat neutrony, zatímco moderátory neutronů mohou neutrony zpomalit. Řídicí tyče řídí jadernou řetězovou reakci zachycováním neutronů, ale moderátor neutronů nezachycuje žádný neutron.
Níže uvedená infografika shrnuje rozdíl mezi regulační tyčí a neutronovým moderátorem.
Shrnutí – Control Rod vs. Neutronový moderátor
Řídicí tyče a moderátor neutronů jsou dvě součásti jaderného reaktoru. Klíčový rozdíl mezi regulační tyčí a moderátorem neutronů je v tom, že regulační tyče jsou schopny absorbovat neutrony, zatímco moderátory neutronů mohou neutrony zpomalit.
